muhamad indra 99

Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 1
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI..................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN.......................................................................................................... 3
FUNGSI SCADA ......................................................................................................... 6
1. Pengertian SCADA........................................................................................ 6
2. Akuisisi Data dengan RTU dan Control Center ................................. 7
2.1. Konfigurasi .................................................................................................. 7
2.2. Pemantauan Sub Sistem Komunikasi Data.................................... 9
2.3. Supervisory Control................................................................................. 9
2.3.1. Permintaan Kontrol oleh Dispatcher............................................. 9
2.3.2. Pengolahan Data ................................................................................ 10
2.3.3. Pemantauan Telesinyal .................................................................... 10
2.3.4. Sequence of Event (SOE)................................................................ 10
2.3.5. Pengolahan Alarm dan Event ........................................................ 10
2.3.5.1. Umum................................................................................................. 10
2.3.5.2. Tampilan Pesan Alarm dan Event............................................ 11
2.3.5.3. Pencatatan ........................................................................................ 11
3. Kalkulasi Data.............................................................................................. 11
4. Tagging (penandaan) ............................................................................... 12
5. Post Mortem Review.................................................................................. 12
6. Pelaporan....................................................................................................... 12
7. Aplikasi SCADA............................................................................................ 12
7.1. Pengendalian Jaringan ......................................................................... 13
7.2. Manajemen Prosedur Switching ....................................................... 13
7.3. Akuisisi Data Gangguan....................................................................... 13
7.4. Analisa Topologi...................................................................................... 13
8. Pengolahan Data ........................................................................................ 14
8.1. Akuisisi Data RTU................................................................................... 14
8.2. Downloading............................................................................................. 14
8.3. Pertukaran Data...................................................................................... 14
8.4. Penggantian Nilai Secara Manual..................................................... 15
8.5. Pengecekan Ambang Batas................................................................ 15
9. Supervisory Control................................................................................... 15
9.1. Fasilitas Pengaman................................................................................ 15
9.2. Kondisi Interlocking............................................................................... 16
10. Pengumpulan Data Gangguan .............................................................. 16
11. Pewarnaan Topologi Jaringan................................................................ 17
12. Dispatcher Training Simulator .............................................................. 17
13. Perangkat Lunak......................................................................................... 17
13.1. Aplikasi Non Realtime........................................................................... 18
13.2. Perangkat Lunak Pemeliharaan dan Pengembangan Sistem 18
13.3. Perangkat Lunak Keamanan Akses Jaringan............................... 18
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 2
13.3.1. Deteksi Adanya Penyusupan.......................................................... 18
13.3.2. Virtual Private Network (VPN)....................................................... 18
13.3.3. Firewall ................................................................................................... 19
13.3.4. Access Control ..................................................................................... 19
13.3.5. Password................................................................................................ 20
13.4. Program Diagnostik............................................................................... 20
14. Database Management System............................................................ 20
14.1. Database Real Time .............................................................................. 20
14.2. Fasilitas Export Data............................................................................. 21
15. Digital Voice Recorder .............................................................................. 21
15.1. Gambaran Umum................................................................................... 21
15.2. Diagram Blok ........................................................................................... 22
15.3. Komponen Sistem.................................................................................. 22
15.3.1. Control Unit .......................................................................................... 22
15.3.2. Storage Unit ......................................................................................... 22
15.3.3. Voice Interface Unit........................................................................... 22
15.3.4. Audio Output Interface Unit........................................................... 22
15.3.5. Perangkat Lunak................................................................................. 22
16. Uninterruptible Power Supply (UPS)................................................... 23
16.1. Online UPS ................................................................................................ 23
16.2. Offline UPS................................................................................................ 23
16.3. Standarisasi .............................................................................................. 24
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 3
PENDAHULUAN
SCADA, singkatan dari Supervisory Control and Data Acquisition, merupakan
pendukung utama dalam sistem ketenagalistrikan, baik pada sisi pembangkit,
transmisi, maupun distribusi. Adanya sistem SCADA memudahkan operator untuk
memantau keseluruhan jaringan tanpa harus melihat langsung ke lapangan.
Ketidakadaan SCADA dapat diibaratkan seseorang yang berjalan tanpa dapat
melihat. Sistem SCADA sangat dirasakan manfaatnya terutama pada saat
pemeliharaan dan saat penormalan bila terjadi gangguan.
Sistem SCADA tidak dapat berdiri sendiri, namun harus didukung oleh berbagai
macam infrastruktur, yaitu:
1. Telekomunikasi
2. Master Station
3. Remote Terminal Unit
4. Protokol Komunikasi
Media telekomunikasi yang umum digunakan adalah PLC (Power Line
Communication), Fiber Optik, dan Radio link. Pada awalnya penggunaan radio link
dan PLC banyak digunakan, terutama karena penggunaan PLC yang tidak
memerlukan jaringan khusus namun cukup menggunakan saluran transmisi tenaga
listrik yang ada. Namun pada perkembangannya penggunaan PLC mulai beralih ke
Fiber Optik dikarenakan kecepatan bit per second yang jauh di atas PLC. Pada
kenyataannya ketiga media tersebut di atas digunakan secara bersama-sama,
sebagai main dan backup.
Master station merupakan kumpulan perangkat keras dan lunak yang ada di
control center. Biasanya desain untuk sebuah master station tidak akan sama,
namun secara garis besar desain dari sebuah master station terdiri atas:
1. Server
2. Workstation
3. Historikal data
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 4
4. Projection mimic, dahulu masih menggunakan mimic board
5. Peripheral pendukung, seperti printer, logger
6. Recorder
7. Global Positioning System untuk referensi waktu, dahulu masih menggunakan
master clock
8. Dispatcher training simulator
9. Aplikasi SCADA dan Energy Management System
10.Uninterruptable Power Supply (UPS) untuk menjaga ketersediaan daya listrik
11. Automatic Transfer Switch (ATS) dan Static Transfer Switch (STS) untuk
mengendalikan aliran daya listrik menuju master station.
Agar dapat melakukan akuisisi data maupun pengontrolan sebuah Gardu
Induk maka dibutuhkan suatu terminal yang dapat memenuhi persyaratan tersebut,
yaitu Remote Terminal Unit (RTU). Penggunaan RTU berawal dari RTU dengan 8 bit,
hingga sekarang telah dikembangkan RTU dengan 16 bit, bahkan sudah hampir
menyerupai sebuah komputer. RTU tersebut harus dilengkapi dengan panel,
transducer, dan wiring.
Pada masa lampau, RTU dikembangkan oleh pabrikan secara sendiri-sendiri,
juga dengan protokol komunikasi yang tersendiri sehingga tidak ada standarisasi.
Sebagai contoh ada RTU dengan protokol komunikasi HNZ, Indactic, dan sebagainya.
Penggunaan protokol yang berbeda-beda ternyata menimbulkan masalah di
kemudian hari ketika akan dilakukan penggantian. Hal ini dikarenakan produk lama
sudah tidak diproduksi lagi, sedangkan produk baru sudah mengikuti standarisasi.
Oleh karena itu dalam pembuatan maupun pengembangan sistem SCADA harus
mengacu pada standarisasi tersebut.
Saat ini telah disepakati standarisasi untuk protokol komunikasi antara lain
sebagai berikut:
1. IEC 60870-5-101
2. IEC 60870-5-102
3. IEC 60870-5-103
4. IEC 60870-5-104
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 5
5. IEC 60870-6
6. IEC 61850 (masih dalam pengembangan)
Permasalahan standarisasi telah menjadi topik yang penting untuk sistem
SCADA, dan akan dibicarakan lebih lanjut oleh penulis pada edisi yang akan datang.
Pada edisi ini penulis mencoba menggambarkan fungsi dasar dari sistem
SCADA, bagaimana seseorang dapat berinteraksi dengan SCADA hingga bagaimana
SCADA itu sendiri dapat melakukan komunikasi data lengkap dengan manajemen
data. Penulis mengharapkan agar buku ini bermanfaat bagi semua pembaca,
terutama buat yang berkecimpung di bidang SCADA baik praktisi maupun kalangan
akademis. Kritik dan saran akan sangat kami harapkan
Jakarta, Agustus 2005
Penulis
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 6
FUNGSI SCADA
1. Pengertian SCADA
SCADA adalah singkatan dari Supervisory Control and Data Acquisition.
Tujuannya adalah agar seorang operator di transmisi tenaga listrik, disebut dengan
dispatcher, dapat melakukan dan memanfaatkan hal-hal berikut:
- Telemetering (TM)
Dispatcher memanfaatkan TM untuk kebutuhan pemantauan meter, baik daya
nyata dalam MW, daya reaktif dalam Mvar, tegangan dalam kV, dan arus
dalam A. Dengan demikian dispatcher dapat memantau meter dari
keseluruhan jaringan hanya dengan duduk di tempatnya, tentu saja dengan
bantuan peralatan pendukung lainnya seperti telepon.
- Telesinyal (TS)
Dispatcher dapat memanfaatkan TS untuk mendapatkan indikasi dari semua
alarm dan kondisi peralatan tertentu yang bisa dibuka (open) dan ditutup
(close)
- Telekontrol (TC)
Dispatcher dapat melakukan kontrol secara remote, hanya dengan menekan
satu tombol, untuk membuka atau menutup peralatan sistem tenaga listrik
Untuk kepentingan dimaksud di atas, seorang dispatcher akan dibantu
dengan suatu sistem SCADA yang terintegrasi yang berada di dalam ruangan
khusus, dan disebut dengan Control Center. Ruangan tersebut bergabung dengan
ruangan khusus untuk menempatkan komputer-komputer disebut dengan Master
Station.
SCADA yang dioperasikan di control center mencakup berbagai aplikasi yaitu
sebagai berikut:
- Akuisisi data
- Supervisory control
- Pemantauan data, pemrosesan event (kejadian) dan alarm
- Kalkulasi data
- Tagging (penandaan)
- Perekaman data
- Pelaporan
Disamping kebutuhan akan control center, di sisi lain harus disiapkan
infrastruktur pendukung serta peralatan penunjang lainnya, yaitu telekomunikasi,
Remote Terminal Unit (RTU), transducer, dan lain sebagainya. Telekomunikasi
digunakan sebagai jalan komunikasi data maupun suara antara control center
dengan site (lokasi). RTU digunakan sebagai unit terminal untuk mengendalikan,
mengakuisisi data, dan mensupervisi sebuah Gardu Induk, dan selanjutnya
mengirimkan data tersebut ke control center dimaksud.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 7
2. Akuisisi Data dengan RTU dan Control Center
2.1. Konfigurasi
Agar dapat berkomunikasi dengan RTU, di control center dibutuhkan suatu
perangkat interface. Perangkat interface ini dahulu disebut dengan nama Front
End, namun pada perkembangannya disebut dengan nama Sub Sistem
Komunikasi. Sub sistem komunikasi data harus dapat melakukan polling ke RTU
dan control center lain. Polling dapat dianalogikan seperti pengabsenan,
sehingga sub sistem komunikasi akan melakukan pengabsenan secara teratur
sesuai waktu yang ditentukan terhadap RTU. Sub sistem komunikasi data dapat
mendukung beberapa konfigurasi point to point, loop, multipoint, partyline
menggunakan rute utama dan rute alternatif.
Apabila terjadi gangguan pada komunikasi utama, maka perangkat lunak
dari subsistem komunikasi secara otomatis memindahkan ke link komunikasi
alternatif (back up). Sub sistem komunikasi secara periodik melakukan polling
ke RTU pada link back up yang diberi tugas sebagai link komunikasi pengganti.
Sub sistem komunikasi dapat mendukung konfigurasi komunikasi sebagai
berikut :
- Konfigurasi titik ke titik (point to point)
Konfigurasi ini menghubungkan
dua terminal telekontrol dan
merupakan tipe yang paling
sederhana.
- Konfigurasi banyak titik ke satu titik (multipoint to point)
Control center dihubungkan ke
terminal luar dengan satu terminal
hubung setiap terminal luar. Pada
setiap saat, semua terminal luar
diijinkan mengirimkan data ke
pusat pengatur, dan control center
dapat mengirimkan pesan ke satu
atau lebih terminal-terminal luar
secara bersamaan.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 8
- Konfigurasi banyak titik-bintang (multipoint - star)
Control center dihubungkan ke
lebih dari satu terminal luar
dengan satu terminal hubung yang
sama. Pada setiap saat, hanya
satu terminal luar yang diijinkan
mengirimkan data ke control
center. Peralatan telekontrol pusat
dapat mengirimkan data ke satu
atau lebih terminal - terminal luar
yang dipilih atau secara
bersamaan.
- Konfigurasi banyak titik-saluran bersamaan (partyline)
Control center dihubungkan ke
lebih dari satu terminal luar oleh
suatu jalur yang sama. Batasanbatasan
yang terjadi pada saat
pertukaran antara pusat dan
terminal-terminal luar sama
dengan pada konfi-gurasi banyak
titik-bintang.
- Konfigurasi banyak titik-cincin (loop)
Jalur komunikasi antara semua
terminal membentuk suatu cincin.
Ini merupakan suatu metode yang
lebih disukai untuk memperbaiki
kehandalan dari jalur komunikasi.
Jika jalur terpotong pada beberapa
lokasi, komunikasi yang utuh
masih dapat dipertahankan,
karena setiap terminal dapat
dijangkau dari dua sisi cincin.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 9
- Konfigurasi gabungan
Konfigurasi-konfigurasi yang disebutkan di atas dapat
dikombinasikan menjadi bermacam variasi dari konfigurasikonfigurasi
gabungan. Variasi yang paling penting adalah
konfigurasi jaringan jala (mesh) dimana diperlukan komunikasi
antara beberapa pasangan terminal-terminal.
2.2.Pemantauan Sub Sistem Komunikasi Data
Sub sistem komunikasi data bertugas memantau link komunikasi dengan
RTU. Dispatcher dapat menampilkan informasi-informasi berikut ini pada
tampilan. Tampilan ini dapat dilihat pada monitor kerja dispatcher yang disebut
dengan Video Display Unit (VDU):
a. Status aliran komunikasi dengan setiap RTU
b. Status dari setiap link komunikasi, misalnya : in service, out of service,
gangguan (faulty).
c. Statistik komunikasi untuk setiap RTU, misal : jumlah data yang baik,
jumlah data yang tidak baik, jumlah pengulangan polling per jam
(communication error).
d. Statistik komunikasi untuk setiap link komunikasi atau kombinasi RTU.
2.3.Supervisory Control
2.3.1. Permintaan Kontrol oleh Dispatcher
Dispatcher dapat melakukan permintaan (request) untuk melakukan kontrol
terhadap suatu Gardu Induk. Sistem SCADA akan memberikan definisi urutan
permintaan kontrol tersebut.
Ada dua jenis urutan yang diberikan oleh SCADA:
- Urutan yang didefinisikan sebelum permintaan kontrol (seperti pada
konfigurasi database), urutan yang biasa digunakan untuk manuver operasi,
pelepasan tegangan di penyulang, pemindahan transformator atau busbar.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 10
- Daftar untuk permintaan kontrol secara manual diajukan secara langsung
oleh dispatcher.
2.3.2. Pengolahan Data
Setiap besaran analog di database ditampilkan dalam besaran desimal. Nilai
yang masih kasar dikonversikan ke besaran teknik dengan satu atau dua cara :
− Translasi linier, konversi nilai yang dipakai menggunakan formula :
Y = ax + b, yang artinya
Y = hasil besaran teknik
a = koefisien skala
x = nilai yang diukur oleh RTU
b = konstanta
Model database diperlukan untuk memasukkan besaran maksimum dan
minimum RTU (yakni : x) dan besaran teknik (yakni : y) yang merupakan
fungsi x. Kemiringan (yakni : a) dan konstanta (yakni: b) merupakan hasil
perhitungan perangkat lunak.
− Translasi non linier, konversi ditampilkan dalam bentuk kurva. Konversi nonlinier
dilakukan dengan teknik konversi linier. Pemodelan database
disederhanakan dengan memasukan nilai titik-titik ke dalam kurva. Kemiringan
dan konstanta akan dihitung oleh perangkat lunak.
Tanda dari besaran desimal dapat di-inverse untuk melengkapi proses konversi.
Translasi satuan teknik dan tanda inversi untuk besaran yang akan didefinisikan
dalam database satu per satu.
2.3.3. Pemantauan Telesinyal
Setiap kejadian yang dicatat oleh SCADA disebut sebagai event. Sedangkan
semua indikasi yang menunjukkan adanya perubahan status di SCADA disebut
sebagai alarm. Semua status dan alarm pada telesinyal harus diproses untuk
mendeteksi setiap perubahan status lebih lanjut untuk event yang terjadi secara
spontan atau setelah permintaan remote kontrol dikirim dari control center.
2.3.4. Sequence of Event (SOE)
Untuk mencatat secara lengkap semua kejadian di control center, diperlukan
fasilitas urutan kejadian. Fasilitas ini akan membantu mengumpulkan dan merekam
sinyal SOE dari RTU eksisting dan RTU yang baru.
Sistem SCADA akan mengolah data masukan SOE yang diterima dari RTU dan
ditampilkan pada VDU di dispatcher. Hal ini sudah mencakup konversi waktu dan
tanggal dari RTU ke waktu/tanggal SCADA dan menyimpan data SOE di dalam alat
perekam, database, sesuai dengan urutan kronologis.
2.3.5. Pengolahan Alarm dan Event
2.3.5.1. Umum
Proses pada sistem tenaga dan telekontrol yang menyebabkan terjadinya
event atau alarm adalah sebagai berikut:
− Perubahan status telesinyal single (TSS) dan telesinyal double (TSD).
− Telemeter yang melebihi batas pengukuran
− Kegagalan remote kontrol.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 11
− Gangguan sistem pengolahan data di control center (subsistem komunikasi
data, server, dan workstation)
− Gangguan RTU dan link telekomunikasi.
− Gangguan Peripheral / Human Machine Interface.
− Gangguan dari Master Komputer.
− Gangguan sistem proteksi.
− Gangguan meter transaksi energi.
2.3.5.2. Tampilan Pesan Alarm dan Event
Setiap pesan (message) diikuti sekumpulan informasi mengacu kepada
alarm/event:
− Waktu dan tanggal terjadinya.
− Nama alat.
− Status dan besaran pengukuran.
− Lokasi untuk alarm/event.
− Deskripsi event.
Semua keterangan alarm dan event akan dikumpulkan dalam sebuah catatan
log aktivitas yang umum. Selanjutnya dispatcher dapat memberi keterangan atau
menambah komentar sebagai keterangan dari sistem pencatat aktivitas.
2.3.5.3. Pencatatan
Setiap kejadian tentu akan dicatat oleh komputer. Namun pencatatan tersebut
juga dapat dilakukan dengan cara mencetaknya secara terus-menerus pada suatu
printer dot matriks yang disebut dengan nama logger. Logger tersebut digunakan
untuk mencatat :
− Event sistem tenaga.
− Pengolahan data dan event sistem telekontrol.
− Daftar SOE.
ASCII Printer
Walaupun setiap jenis pesan atau laporan dikirim ke logger yang telah
ditentukan, namun juga dimungkinkan untuk mengalihkan proses pencetakan ke
logger yang lain bila terjadi gangguan logger, secara manual atau otomatis.
Pengambilalihan fungsi dilakukan untuk menghindari kehilangan pesan ketika
terjadi gangguan sesaat pada logger.
3. Kalkulasi Data
Perangkat lunak SCADA digunakan untuk menghitung besaran analog dari
hasil pengukuran maupun status dan alarm dari telesinyal.
Kalkulasi ini dapat dilakukan dengan beberapa operasi berikut:
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 12
− Operasi boolean : AND,OR, NOT.
− Operasi matematis :
! +, -, /, >, <, ≤, ≥, √
! Sin, Cos, Tan
! Ln, Log, Exp
! Min, Max, rata-rata
! Besaran absolut
Besaran kalkulasi akan dinyatakan tidak valid (invalid) bila salah satu operand juga
invalid.
4. Tagging (penandaan)
Tagging sangat bermanfaat untuk dispatcher di control center. Tagging
digunakan untuk menghindari dioperasikannya peralatan, juga untuk memberi
peringatan pada kondisi yang diberi tanda khusus tersebut.
5. Post Mortem Review
Fungsi post mortem review adalah melakukan rekonstruksi bagian dari sistem
yang dipantau setiap saat yang akan digunakan untuk menganalisa setelah kejadian.
Untuk melakukan hal ini, sistem control center mencatat secara terus menerus dan
otomatis bagian yang telah didefinisikan (semua kejadian) dari data yang diperoleh.
Post mortem review mencakup dua fungsi yaitu pencatatan dan pemeriksaan.
Dalam banyak kasus, database SCADA yang telah direkonstruksi dapat
digunakan sebagai sumber data untuk:
− Mengeksport data ke aplikasi yang berorientasi jaringan.
− Inisialisasi simulator untuk pelatihan dispatcher. Dalam kasus ini, data yang
direkonstruksi digunakan sebagai start (titik awal) untuk membangun skenario
sebuah pelatihan yang baru.
6. Pelaporan
Tool untuk pembuat laporan menggunakan Relational Data Base Management
System (RDBMS). Tool ini digunakan untuk mencetak laporan secara otomatis dan
periodik setiap setengah jam, satu jam, harian, mingguan, dan bulanan. Pencetakan
juga dapat dilakukan sesuai dengan permintaan dispatcher pengguna.
Fungsi kalkulasi diberikan oleh tool pembuat laporan yang berkaitan dengan
kemampuan RDBMS yang dapat dikembangkan sampai maksimum. Hal ini termasuk
untuk mendefinisikan yang berhubungan dengan kalkulasi ( minimum, maksimum,
rata-rata, standard deviasi, integrasi, kurva durasi, dan lain-lain).
Data pelaporan yang dihasilkan mempunyai kemampuan dapat dibaca. Pengguna
diberikan kemampuan untuk melihat dan mengubah data laporan.
7. Aplikasi SCADA
Bagian utama dari sistem manajemen jaringan SCADA adalah fungsi dasar
sistem, sistem manajemen sumber data, Human Machine Interface dan sub sistem
komunikasi.
Dengan aplikasi SCADA, semua fungsi secara bersamaan yang diperlukan
digolongkan untuk supervisi dan pengendalian sistem tenaga listrik.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 13
Aplikasi SCADA berisi fungsi:
- Telesinyal.
- Telemeter.
- Telekontrol.
- Load Frequency Control (LFC).
- Tap changer.
- Monitoring.
- Pembacaan parameter proteksi
- Pembacaan meter transaksi energi
7.1. Pengendalian Jaringan
Sistem kontrol jaringan yang modern dapat mengurangi waktu eksekusi dan
dapat meningkatkan keandalan operasional. Pengendalian jaringan dapat dilakukan
oleh dispatcher melalui jaringan komunikasi manapun yang telah dipersiapkan.
Untuk meyakinkan keandalan, konsep pengendalian jaringan meliputi
beraneka ragam fasilitas keamanan tambahan seperti :
a. Pengecekan aneka kondisi interlock.
b. Monitoring keandalan jaringan pada operasi switching yang direncanakan.
c. Monitoring terhadap perubahan jaringan selama operasi switching.
7.2. Manajemen Prosedur Switching
Manajemen prosedur switching memungkinkan pengguna di ruang control
center mempunyai peralatan lengkap untuk menciptakan, memeriksa dan
mengeksekusi operasi switching di jaringan (dalam mode proses dan mode studi).
7.3. Akuisisi Data Gangguan
Dengan menggunakan akuisisi data gangguan, personel pada control center
atau enjiner sistem dapat menganalisa perilaku sistem dalam jaringan suplai energi
sebelum dan sesudah terjadi gangguan. Data berikut ini dapat disimpan dalam
analisa tersebut :
a. Tampilan sesaat (snapshots).
b. Trend data.
c. Perubahan status.
7.4. Analisa Topologi
Pencarian topologi secara interaktif dapat dilakukan dispatcher untuk
mendefinisikan peralatan yang terhubung dalam jaringan listrik tegangan di atas 70
kV.
Fungsi pewarnaan jaringan mengatur warna tampilan dari peralatan
bergantung pada berbagai keterangan dari item atau peralatan tertentu. Bagian
jaringan, grup jaringan (misalnya level tegangan), atau kondisi operasi sistem
(misalnya mati, di-ground-kan, tidak terdefinisi, dan sebagainya) dapat dibedakan
dalam warna yang berbeda.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 14
8. Pengolahan Data
8.1. Akuisisi Data RTU
Data real-time dikumpulkan oleh Sub Sistem Komunikasi RTU yang
ditempatkan di control center juga bisa di lokasi tertentu untuk melakukan scan
RTU gardu induk dan pembangkit tenaga listrik seluruh area. Akuisisi data RTU
mampu mendukung semua kemungkinan yang ditentukan pengguna pada mode
operasi RTU (misal: up/down, in-scan/out-of-scan, dan pengujian).
Semua alarm dan pesan kejadian yang dihasilkan oleh SCADA dari data RTU
menyertakan nama gardu induk atau pembangkit tenaga listrik darimana data
berasal.
Sebagai tambahan terhadap data yang dikumpulkan dari RTU, database
SCADA harus meliputi ketentuan untuk jenis data berikut:
1. Data analog atau data status hasil perhitungan yang dihasilkan oleh program,
yang pada waktu tertentu dan secara tidak berkala mengkalkulasi nilai-nilai
database berdasar pada nilai database lainnya. Data yang dihitung dapat
dihasilkan oleh program yang menjadi bagian dari fungsi akuisisi data atau
fungsi operasi sistem tenaga lainnya.
2. Data analog dan data status non-telemeter yang dimasukkan oleh pengguna.
8.2. Downloading
Sub Sistem Komunikasi mempunyai kemampuan untuk mendownload semua
nilai, seperti tabel data dan parameter konfigurasi, yang diperlukan untuk
menginisialisasi dan memodifikasi database RTU. Master station memverifikasi
penerimaan yang benar dari informasi yang didownload. Downloading dan verifikasi
download dilakukan di dalam struktur protokol komunikasi yang baku. Downloading
informasi ke RTU dilakukan secara manual ke tiap RTU ketika diaktifkan oleh
pengguna.
Setiap perubahan suatu nilai yang dapat didisimpan di dalam master station,
salinan database selama terjadinya kegagalan komunikasi atau interupsi disimpan
dan didownload ke RTU ketika komunikasi tersambung kembali. Kemampuan untuk
mendownload perubahan secara tersendiri tanpa melakukan download secara
keseluruhan database yang lebih disukai.
8.3. Pertukaran Data
Sub Sistem Komunikasi dapat mengirim berbagai tipe data dengan control
center lain dengan waktu kirim dan waktu tanggap yang ditentukan Master Station.
Data tersebut meliputi data telemeter dan semua informasi lain yang diperlukan
untuk memenuhi kebutuhan yang fungsional dari spesifikasi ini.
Pertukaran data mendukung pengumpulan data sistem tenaga real time
secara otomatis (termasuk data yang dihitung dan dimasukkan secara manual)
dengan tingkat scan sebagaimana tuntutan pengguna.
Hal ini tidak membatasi pertukaran pesan teks yang ditentukan pengguna
seperti laporan, informasi pemodelan sistem tenaga, tampilan grafis gardu induk,
tampilan tabular, data operasional, dan kode perangkat lunak.
Fungsi pertukaran data menggunakan protokol X-25 dan IEC 60870-6, yang
menggunakan model OSI tujuh layer. Kebutuhan minimum untuk layer aplikasi
meliputi:
a. MMS ( ISO/IEC 9506) untuk time-critical data
b. FTP ( ISO 8571) untuk perpindahan file
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 15
c. SMTP untuk surat elektronik
d. VT ( ISO 9041) untuk emulasi terminal
e. SQL ( ANSI/ISO 9075) untuk akses database
8.4. Penggantian Nilai Secara Manual
Nilai transmisi yang hilang atau salah dapat diisi ulang secara manual dengan
nilai yang baru. Nilai saat ini hanya dapat diisi ulang secara manual dengan nilai
baru.
Penggantian nilai manual memiliki prioritas paling tinggi dibandingkan dengan
nilai telemetering, nilai masukan dapat diisi ulang oleh enjiner dan dispatcher. Nilai
yang baru mengganti nilai perkiraan. Quality flags mengontrol prosedur ini.
Setiap tindakan perubahan menyebabkan sebuah pesan masuk ke summary umum.
8.5. Pengecekan Ambang Batas
Setiap nilai dapat dicek terhadap set batas atas dan batas bawah. Batasbatas
tersebut didefinisikan melalui fungsi pengaturan sumber data untuk setiap nilai
sebagai persentasi dari nilai nominal. Untuk menghindari pelampauan batas untuk
nilai yang bergerak di sekitar batas tersebut, deadband ambang batas yang belum
ditentukan (predefined deadband threshold) digunakan sebagai perbandingan nilai
dengan batas tersebut.
9. Supervisory Control
Dispatcher dapat mengontrol peralatan sistem tenaga listrik dari setiap konsol
dimana kontrol dapat diotorisasikan. Jika sebuah peralatan tampak pada beberapa
tampilan (misal: diagram gardu induk, pemetaan jaringan), peralatan tersebut dapat
dikontrol dari tiap tampilan yang mendapat otorisasi. Supervisory control selalu
menggunakan operasi dua tahap untuk meyakinkan keamanan operasi, yaitu tahap
pilihan dan tahap eksekusi.
9.1. Fasilitas Pengaman
Sistem control center mempunyai fasilitas keamanan untuk supervisory
control. Disamping fasilitas yang standar, seperti otoritas akses dengan
menggunakan password, prosedur keamanan komunikasi khusus RTU, ada beberapa
fasilitas keamanan tambahan yang diberikan untuk mencegah kecelakaan petugas
dan kerusakan peralatan, yaitu:
- Pengecekan tanggapan dispatcher untuk tiap langkah operasi yang relevan.
- Pengecekan terhadap beberapa kondisi interlocking untuk menghindari operasi
kontrol yang gagal.
- Monitoring terhadap keamanan jaringan untuk aplikasi kontrol yang
direncanakan.
- Menghindari interferensi antara operasi kontrol simultan.
- Monitoring perubahan jaringan gardu induk oleh dispatcher.
- Log in dari tindakan supervisory control di dalam summary umum. Setiap
supervisory control memasukkan tanggal, waktu, dan identifikasi user dari
dispatcher.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 16
9.2. Kondisi Interlocking
Untuk menghindari terjadinya kecelakaan petugas dan kerusakan peralatan,
perintah kontrol tidak dapat dilakukan tanpa pengecekan terhadap beberapa kondisi
interlocking.
Control center mempunyai kondisi interlocking berdasarkan pada deskripsi
topologi generik dari sistem tenaga listrik. Deskripsi topologi generik ini merupakan
bagian dari operational database (ODB).
Untuk mengevaluasi topologi dari kondisi interlocking, digunakan topologi
algoritma dasar yang terdiri dari tabel-tabel keputusan.
Berikut adalah contoh topologi kondisi interlocking:
− Cek apakah sebuah isolator (Pms) akan diubah posisi dalam kondisi tidak
berbeban.
− Cek apakah isolator (Pms) tersebut akan diubah posisi ke tanah.
− Cek apakah peralatan operasional telah diisolasi sebelum ditanahkan.
− Cek apakah kegiatan membuka dan menutup peralatan selalu disesuaikan / tag
antara RTU, GPS, dan master station.
10.Pengumpulan Data Gangguan
Pengolahan data gangguan merupakan fungsi yang tepat untuk dispatcher
dan enjiner untuk menganalisa kondisi gangguan sebelum dan sesudah gangguan di
dalam sistem tenaga listrik. Analisa ini, disebut ‘Post Mortem Review’, menyimpan
tiga kategori data yang berbeda, yang diilustrasikan seperti di bawah ini:
− Snapshot data.
− Trend data.
− Perubahan status.
Apabila terjadi pemicuan gangguan, nomor terdefinisi dari kejadian sebelum
dan sesudah gangguan disimpan secara permanen. Seperti snapshot, trend data
gangguan disimpan sebagai bagian dari rekaman gangguan.
Periode Gangguan
Periode waktu gangguan sistem tenaga listrik dibagi menjadi 3 interval waktu
kontinyu:
− Periode sebelum gangguan.
− Periode gangguan.
− Periode setelah gangguan.
Waktu Resolusi Gangguan
Waktu resolusi gangguan adalah lamanya waktu hingga akhir periode
gangguan. Setiap kali pemicu gangguan baru aktif, titik akhir dari periode gangguan
direset. Tiap tipe gangguan memiliki waktu resolusi gangguan sendiri yang
ditentukan dengan update database. Juga, periode sebelum gangguan, waktu tunda
aktivasi gangguan, periode setelah gangguan dan snapshot time setelah gangguan
ditetapkan untuk tiap tipe gangguan.
Pengambilan dan penyajian data gangguan
Data gangguan disimpan dalam arsip gangguan. Arsip data gangguan yang
paling lama tidak akan digunakan dan akan diganti dengan gangguan terbaru. Arsip
gangguan dapat disimpan dalam media penyimpanan yang berbeda seperti optikal
disk (misal: DVD).
Metode yang dapat dipergunakan oleh dispatcher untuk menganalisa data gangguan
saat ini adalah :
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 17
− Menampilkan alarm dengan menggunakan tampilan pesan alarm.
− Menampilkan trend data sebagai kurva.
− Menampilkan trend data sebagai tabel dalam tampilan tabel.
− Menampilkan status seluruh sistem dalam tampilan grafik.
− Menampilkan status jaringan dalam tampilan grafis, kejadian demi kejadian.
Ketiga metode awal dapat dipergunakan pada mode realtime atau studi,
sedangkan metode terakhir hanya dapat dipergunakan pada mode studi. Penampilan
setiap metode dapat dilakukan secara bersamaan. Laporan tercetak dari data
gangguan juga dapat dibuat.
11.Pewarnaan Topologi Jaringan
Fungsi analisa topologi yaitu :
− Mengaktifkan fungsi pewarnaan jaringan.
− Pewarnaan jaringan diaktifkan secara otomatis setelah kejadian khusus,
misalnya jatuhnya switch (Pmt), dan lain-lain atau setelah perubahan kondisi
switching yang disebabkan oleh modifikasi topologi jaringan.
− Analisa jaringan untuk fungsi Pencarian Interaktif Topologi.
− Analisa elemen jaringan untuk aplikasi manajemen jaringan.
Pencarian Topologi Interaktif
Fungsi pencarian topologi interaktif memungkinkan dispatcher untuk meminta
bagian yang dicari dan memilih salah satu atau lebih peralatan operasi pada
tampilan (tampilan skema atau tampilan geografis). Hasil dari pencarian akan
ditampilkan di layar dengan warna khusus. Dispatcher dapat memilih apakah koneksi
listrik berada pada kondisi normal atau tidak normal.
12.Dispatcher Training Simulator
Sistem simulator untuk pelatihan dispatcher menggunakan lingkungan
terpisah (disconnect dari sistem on-line), dimana dispatcher menggunakan replika
Energy Management System untuk melatih berbagai fungsi dispatcher secara aman
dan normal termasuk pada kondisi darurat. Simulator ini menghasilkan ulang
karakteristik sistem tenaga dengan cara yang realistik. Simulator ini menyediakan
informasi yang sama seperti pada ruang kontrol yang sebenarnya.
Human Machine Interface (HMI) untuk instruktur dan siswa pelatihan
dispatcher harus sama dengan HMI untuk dispatcher dalam ruang kontrol.
Fungsi dasar yang ada dalam lingkungan simulasi sama dengan fungsi yang
digunakan dalam kondisi normal, yaitu fungsi SCADA dan fungsi sistem tenaga listrik
dalam mode real time dan mode studi.
13.Perangkat Lunak
Perangkat lunak sistem mencakup sub sistem berikut ini:
• Operating system.
• Pemeliharaan perangkat lunak dan tool pengembangan.
• Monitoring sistem dan program diagnostik.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 18
13.1. Aplikasi Non Realtime
Data pada offline database server diambil dari historikal data. Server aplikasi
non real time ini terhubung dengan intranet yang mempunyai fasiltas untuk browser
sehingga untuk mengamankannya diperlukan firewall yang canggih. Berikut adalah
aplikasi yang dapat digunakan pada server ini:
− Kurva beban : menampilkan kurva beban berdasarkan hasil pengukuran RTU dan
masukan manual.
− Laporan gangguan Operasi : beban padam konsumen, penyebab gangguan,
kronologi gangguan, frekuensi sistem dan lama pemulihan gangguan.
− Laporan gangguan SCADA : laporan kinerja, jenis alarm, event SCADA dan alarm
telekomunikasi untuk 500 kV dan 150 kV.
− SMS : mengirim gangguan yang termasuk prioritas.
− Laporan statistik : menyusun laporan setiap jenis gangguan dan ketersediaan
peralatan SCADA.
13.2. Perangkat Lunak Pemeliharaan dan Pengembangan Sistem
Perangkat lunak ini diperlukan untuk pemeliharaan perangkat lunak aplikasi
dan pengembangan perangkat lunak baru melalui mode khusus, dalam arti tidak
mengganggu aplikasi yang sedang berjalan.
Semua fasilitas perangkat keras dan perangkat lunak diperlukan untuk kreasi,
modifikasi, dan debug untuk program dari semua bahasa pemrograman.
13.3. Perangkat Lunak Keamanan Akses Jaringan
13.3.1. Deteksi Adanya Penyusupan
Deteksi penyusupan adalah aktivitas untuk mendeteksi penyusupan secara
cepat dengan menggunakan program khusus. Fungsinya adalah untuk mencatat
semua traffic data yang lewat. Hasil catatan itu dapat diperiksa untuk mengetahui
kehandalan dari sistem yang digunakan dan untuk mengetahui apakah ada orang
yang berusaha menembus sistem control center.
Fungsi ini mencakup dua buah pendekatan yaitu pendekatan pencegahan
(preemptory) dan pendekatan reaksi (reactionary). Pendekatan pencegahan,
program pendeteksi penyusupan ini harus dapat memperhatikan semua lalu lintas
jaringan. Jika ditemukan paket yang mencurigakan, maka progran ini harus dapat
melakukan tindakan yang perlu. Pendekatan reaksi, program pendeteksi penyusupan
ini hanya mengamati file log. Jika ditemukan paket yang mencurigakan, program
juga harus melakukan tindakan yang perlu.
13.3.2. Virtual Private Network (VPN)
Informasi pada control center tidak dapat diakses oleh pengguna yang tidak
berhak, sehingga harus diciptakan suatu mekanisme untuk menjaga informasi
bersifat terbatas. Aspek lain dalam VPN yang digunakan pada control center berupa
otentikasi dan identifikasi. Sistem ini dapat mengidentifikasi pihak di seberang VPN
yang berkomunikasi dengan control center. Dengan menggunakan VPN, maka setiap
transfer data antar komputer menunjukkan IP Address yang tidak sebenarnya (IP
Address yang sebenarnya disembunyikan).
Sebaiknya digunakan mesin khusus yang hanya akan menangani VPN.
Dengan demikian mesin VPN tidak dipasang bersama dengan firewall. Mesin VPN ini
berupa suatu router ke tujuan (jaringan lainnya). Tujuannya adalah
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 19
menyederhanakan kerja firewall karena hanya membutuhkan aturan filtering yang
lebih sedikit. Sehingga dapat dengan mudah diblok akses dari jaringan internal
langsung ke jaringan eksternal dan sebaliknya, untuk mencegah kebocoran
informasi.
13.3.3. Firewall
Firewall digunakan untuk menunjuk suatu komponen atau sekumpulan
komponen jaringan, yang berfungsi untuk membatasi akses antara dua jaringan,
yaitu antara jaringan LAN control center dengan jaringan WAN atau eksternal LAN.
Firewall dapat memenuhi tugas berikut ini:
• Mengimplementasikan kebijakan security di jaringan. Jika aksi tertentu tidak
diperbolehkan oleh kebijakan ini, maka firewall harus meyakinkan bahwa semua
usaha yang mewakili operasi tersebut harus digagalkan. Dengan semikian, semua
akses ilegal antar jaringan (tidak diotorisasikan) harus ditolak.
• Melakukan filtering, yaitu mewajibkan semua trafik yang ada untuk dilewatkan
melalui firewall bagi semua proses pemberian dan pemanfaatan layanan
informasi. Dalam hal ini, aliran paket data dari/menuju firewall, harus diseleksi
berdasarkan IP-address, nomor port, dan disesuaikan dengan kebijakan security.
• Firewall harus dapat merekam/mencatat even-even mencurigakan serta
memberitahu enjiner terhadap segala usaha menembus kebijakan security.
Data yang dikomunikasikan lewat protokol antar LAN atau LAN dengan WAN,
dibagi atas paket. Firewall harus dapat menganalisa paket ini, kemudian
memperlakukannya sesuai kondisi tertentu. Firewall harus dapat melakukan bloking
terhadap isi paket tersebut. Firewall juga harus mampu menjalan enkripsi dalam
otentikasi identitas pengguna dan melapisi transfer data dari intipan pihak lain yang
tidak berhak.
13.3.4. Access Control
Fungsi ini memberikan kontrol terhadap siapa saja yang dapat mengakses file
atau direktori dan hak akses yang dimiliki pengguna tersebut. Fungsi ini mampu
menjalankan tugas sebagai berikut:
• Mengijinkan akses
• Menolak akses
• Melakukan access mask dari pengguna yang tidak sah
• Melakukan aplikasi ke file dan subdirectory baru dalam sebuah directory
• Melakukan aplikasi ke file baru dalam sebuah directory.
• Melakukan aplikasi ke subdirectory baru dalam sebuah directory.
Fungsi ini juga dapat melakukan perijinan (permission) sebagai berikut:
• Permission untuk membaca file atau directory
• Permission untuk menulis ke file atau directory
• Permission untuk mengeksekusi atau mencari file atau directory
Fungsi kontrol dapat melakukan identifikasi yang menunjukkan pengguna
yang ditentukan oleh entry. Field identifikasi ini terdiri dari satu user identifier dan
satu grup identifier.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 20
13.3.5. Password
Semua fungsi di control center bersifat rahasia dan diproteksi sehingga harus
memiliki password. Tingkatan proteksi password ini harus berkisar dari “view only”
sampai dengan “full capability”.
13.4. Program Diagnostik
Program diagnostik disediakan untuk semua perangkat keras dan perangkat
lunak sistem pemrosesan di control center meliputi:
− Semua server dan workstation.
− Sub sistem komunikasi data.
− Peripheral komputer.
− Perangkat local area network (LAN).
− Perangkat Human Machine Interface.
Program tersebut dapat secara mudah dioperasikan secara otomatis dengan
prosedur interaktif, laporannya disimpan di historikal data, dan dicetak di printer.
Program diagnostik untuk komponen perangkat keras meliputi:
− CPU.
− Main memory.
− Harddisk drive.
− Semua fasilitas Human Machine Interface.
− Semua peripheral (logger, laser printer, dan lain-lain).
− Komponen perangkat keras LAN.
− Komunikasi ke semua RTU.
− Komunikasi di luar sistem ( dengan control center lainnya, workstation di luar
control center, link LAN PC, dan lain-lain).
14.Database Management System
Data Base Management System (DBMS) digunakan sebagai tempat
penyimpanan dan sumber data statik yang menerangkan model sistem tenaga.
Sistem tenaga DBMS digunakan secara bersama-sama untuk menginisialisasi teknik
dan pemeliharaan data.
Apabila ada penambahan data baru, data baru tersebut dapat divalidasi
secara on line dalam waktu secepat mungkin, sehingga model sistem tenaga
tersebut akan disimpan dalam file database real time yang akan menjamin kinerja
maupun integritas data.
Dari sudut pengguna, terdapat bermacam-macam mode operasi :
− Mode teknik dan pemeliharaan data (mode enjiner) digunakan untuk
memasukkan dan memperbaharui data statik yang menggambarkan model sistem
tenaga.
− Mode operasi (mode operator) akan digunakan oleh operator untuk mengatur
proses real time.
14.1. Database Real Time
Database real time berupa data variabel yang diperlukan oleh akuisisi real
time, untuk memasukkan data secara manual oleh operator atau data yang
dihasilkan dari application software processing.
Database real time didesain untuk memenuhi persyaratan kinerja sistem
termasuk waktu tanggap operasional dan kemampuan untuk pengembangan.
Selain itu juga memenuhi persyaratan dasar sebagai berikut :
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 21
− Menjamin keterkaitan yang sempurna antara pemakai program dalam mengolah
data dan setiap perubahan data harus dapat diterima oleh kedua perangkat lunak
aplikasi (SCADA dan EMS).
− Organisasi database didesain untuk mengoptimalkan efisiensi program yang
digunakan.
− Waktu akses data memenuhi keperluan untuk kontrol proses secara real time.
Struktur data base rael time diadaptasikan ke suatu jenis penyimpanan data
yang memenuhi kinerja yang optimal, yang diperlukan untuk mengakses,
menampilkan kembali, serta memperbaharui data.
Perubahan database realtime dapat dilakukan di semua workstation, namun
perubahan tersebut hanya dapat dilakukan oleh enjiner berdasarkan User ID dan
password serta mode operasi.
Data dapat dimanipulasi dalam beberapa format (integer, floating point,
character, logic, dan sebagainya).
Fungsi save dan restore mengijinkan pengguna untuk menyimpan isi
database dan mengembalikan data base.
14.2. Fasilitas Export Data
Perangkat lunak yang digunakan pada database historikal data dapat diakses
melalui PC yang terhubung pada jaringan di luar LAN.
Fasilitas ini diperlukan untuk mentransfer data real time secara dinamis, yang
dikonversikan dalam format lain ke sistem yang ada.
Selanjutnya, fasilitas ini dapat membuka sistem yang dapat digunakan oleh
perangkat lunak PC umumnya, misalnya dapat digunakan oleh program spread sheet
sistem manajemen database.
Keamanan control center tetap dijaga, dengan tidak diberi ijin untuk mengakses data
real time dari setiap perangkat lunak yang beroperasi di PC.
15. Digital Voice Recorder
15.1. Gambaran Umum
Digital Voice Recorder (DVR) merupakan peralatan yang berfungsi untuk
merekam suara secara digital. DVR menggantikan sistem perekam analog dengan
berbagai keunggulan, seperti dapat mencari dan memainkan kembali hasil rekaman
dengan cepat sementara proses perekaman dapat terus berlangsung. Gambar
berikut menunjukkan konfigurasi umum DVR.
DVR dapat merekam suara dari berbagai sumber, seperti saluran telepon,
radio, dan kanal-kanal audio lainnya. Memanfaatkan teknologi digital signal
processing (DSP), DVR merekam suara dengan tingkat kompresi 8:1. Perekaman
dapat didasarkan pada aktifitas pada saluran, berdasarkan panggilan ke tujuan
tertentu dengan sinyal DTMF, secara manual, atau perekaman terus-menerus.
Konfigurasi masing-masing kanal dapat diatur sesuai keperluan.
Hasil rekaman disimpan pada media penyimpan internal agar dapat diakses
dengan cepat yang kemudian dapat diarsip ke CD atau DVD.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 22
DVR menyediakan fasilitas yang memungkinkan pencarian rekaman dan
memainkan ulang dengan mudah dan cepat. Hasil rekaman pada media penyimpan
internal dan pada arsip CD/DVD dapat dicari berdasarkan kanal, nomor yang
dipanggil, dan waktu. Dengan menggunakan teknologi web, DVR dapat diakses
melalui jaringan TCP/IP, internet atau intranet baik untuk keperluan operasi maupun
administrasi.
Dengan memanfaatkan perangkat keras dan perangkat lunak yang standar, DVR
merupakan sistem perekam suara yang bersifat cost effective.
15.2. Diagram Blok
DVR terdiri atas control unit, storage unit, voice interface unit, dan audio
output interface. Control unit berfungsi mengkoordinasi seluruh operasi sistem
sedangkan storage unit menyimpan data rekaman. Voice interface unit berfungsi
mengubah sinyal suara ke format digital agar dapat disimpan dan diproses lebih
lanjut. Audio interface unit berfungsi untuk mendukung fasilitas playback. Diagram
blok DVR ditunjukkan pada gambar berikut:
15.3. Komponen Sistem
15.3.1. Control Unit
Control unit dilengkapi dengan network interface, dapat diintegrasikan ke
jaringan lokal, intranet, dan internet.
15.3.2. Storage Unit
Storage unit terdiri dari internal hard disk yang dilengkapi dengan DVDWriter.
15.3.3. Voice Interface Unit
Voice interface unit berfungsi untuk mengubah sinyal suara menjadi data
digital.
15.3.4. Audio Output Interface Unit
Unit ini dilengkapi dengan audio interface, amplifier, dan speaker stereo. Unit
ini juga mendukung fasilitas playback.
15.3.5. Perangkat Lunak
Ada tiga komponen utama sistem DVR, yaitu: Recorder Daemon, Monitoring
and Administration Web Pages, dan DVR Reader.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 23
16. Uninterruptible Power Supply (UPS)
16.1. Online UPS
Istilah ini mengacu pada topologi UPS sebagai berikut:
1. Input rectifier/charger yang menyetarakan tegangan input AC digunakan untuk
men-charge baterai yang kemudian digunakan untuk mensuplai inverter
2. Baterai mensuplai energi cadangan bila terjadi kehilangan daya
3. Inverter yang mensuplai daya dengan level kualitas konsistensi tinggi (frekuensi,
tegangan, dan lain-lain)
4. Static switch kapabilitas
16.2. Offline UPS
Istilah ini digunakan untuk menjelaskan topologi dimana inverter tidak
terkoneksi secara serial dengan tegangan AC, akan tetapi secara paralel, dalam
konfigurasi standby pasif. UPS ini tidak beroperasi kontinyu, namun hanya jika
tegangan suplai input AC melampaui toleransi.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________
Fungsi SCADA – Edisi 1 Revisi 02 – Agustus 2005 24
16.3. Standarisasi
Standar yang digunakan untuk UPS ini adalah sebagai berikut:
1. IEC 62040-3
2. ENV 50091-3
Kedua standar ini tidak mencakup tiga tipe topologi UPS:
1. Passive standby
2. Line interactive
3. Double conversion
Standar-standar ini mendefinisikan beberapa istilah berikut:
1. Primary power: daya secara normal tersedia terus-menerus dan berasal
dari perusahaan listrik namun sekali-kali berasal dari generator milik
sendiri
2. Standby power
3. Normal AC input
4. Bypass AC input
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
____________________________________________________________________________________________________________

generator 01

2008-12-16T12:24:00.000-08:00

GENERATOR (PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK)
1.Apakah generator ?
- Generator suatu mesin yang merubah tenaga mekanis menjadi tenaga
Listrik
2.Mengapa generator dapat mengubah tenaga listrik ?
-Menurut hukum Faraday Apabila suatu penghantar diputarkan dudalam medan magnit, sehingga memotong-motong garis gaya magnit maka pada ujung-ujung penghantar akan timbul ggl ( gaya gerak listrik) dengan satuan VOLTAGE.
PENGERTIAN GENERATOR.
Dilihat dari letak kutub : 1. Kutub dalam berputar pada rotor
2. Kutub Luar diam dipasang pada stator
Dilihat dari putaran medan terhadap rotor :
1. Generator sinkron (serempak): Kecepatan putaran medan magnit stator (Ns) sama dengan putaran medan rotor (Nr).
2. Generator Asinkron (tidak serempak) : Kecepatam medan magnit stator (Ns) tidak selalu sama dengan putaran medan rotor (Nr)

Dilihat dari jenis arus yang dibangkitkan :
1.Generator arus searah (DC)
2.Generator arus bolak-balik (AC)
Dilihat dari Phasa:
1.Generator AC 1 phasa
2.Generator AC 3 phasa.
Dilihat dari bentuk rotor :
1.Rotor kutub menonjol (selent pole) : Digunakan pada pembangkit RPM rendah
seperti PLTA, PLTD
2.Rotor kutub rata (silindris) : Digunakan pada pembangkit RPM tinggi seperti
pada PLTG, PLTU
PRINSIP KERJA GENERATOR : LIHAT HALAMAN 3 (DIKTAT)
KONSTRUKSI GENERATOR DC : LIHAT HALAMAN 4. gambar 2.2 pada (DIKTAT)
-Rotor ( Armature Winding ) hal 5 = Lilitan jangkar ( gambar 2-3)
-Stator : Terdiri dari kutub-kutub elektro magnetik (gambar 2-5) hal 6
-Komutator : berfungsi sebagai penyearah arus secara mekanis. Gb.2-6 hal 7
-Macam-macam Generator DC :
-1. Generator Shunt, 2. Generator Serie, 3. Generator Komphound
-Generator Komphound terdiri dari : Komphound panjang, dan pendek
-Digunakan pada las Listrik arus searah

PRINSIP KERJA GENERATOR (Hal : 2)
1. Generator bekerjanya berdasarkan hukum Faraday.(kaidah tangan kanan)
2. Apabila suatu batang penghantar digerakkan didalam suatu medan magnit, yang mempunyai garis gaya magnit dari arah kutub utara keekutub selatan.
3. Maka pada batang penghantar akan memotong-motong garis-garis gaya magnit , sehingga akan menimbulkan ggl (Gaya gerak listrik) atau EMF (Electro motive force) atau voltage AC

GENERATOR AC
1.Generator yang dipakai dilapangan produksi MIGAS :
- Synchroon generator 3 phase AC
- Brush less generator (generator tanpa sikat)
- Brushes generator (generator dengan sikat)
2. Konstruksi generator AC ( lihat gambar 2-8 halaman 10 )
1 Stator
2. Rotor
3.Prinsip dasar generator sinkron ( lihat gambar 2-9 lihat hal.11 )
E = 4,44 .f. N Q Kw Kw = faktor kumparan (kisar)
4.Kelas pada isolasi pada generator : A (105C); B (130.C) ; F (155.C) H(180C).
5. Jenis rotor dan stator pada generator AC kutub dalam (gb2-11 hal14)
4.Kumparan damper berfungsi membangkitkan arus listrik pada saat generator kehilangan kemagnitan, sehingga pada rotor masih mempunyai kutub-kutub maknit yang dibangkitkan oleh kumparan damper (lihat gambar 2-12 hal 15).

GENERATOR BRUSHLESS

1.Brushless generator : generator tanpa sikat, cocok digunakan dilapangan MIGAS sebab tidak menimbulkan bunga api
2.Unit exciter terletak pada rotor ikut berputar. (lihat gambar 2-13
3.Operasi dan bekerjanya : diterangkan
4.Frekwensi …………Ns = (60 f) / p atau Ns = (60 f)/P …..(lihat hal 18)
5.Jenis-jenis beban generator : Resistip; Induktip; Kapasitip.
6.Pengertian resistip, reaktance induktip, reaktance kapasitip, impedance (hal 20-23)
7.Pengertian Phasa : 3 fasa dan 1 fasa………….(hal 24)
8.Pengertian Daya pada generator AC : Daya pasip, aktip, reaktip dan power faktor (Cosphi) hal 25-28

PENGOPERASIAN GENERATOR

1. Data Generator : lihat hal 39.
2. Pengoperasian tanpa beban generator
- Rugi-rugi generator sinkron gambar 3-2
- Kurve test open circuit 3. Pengoperasian dengan beban : Resistip, induktip, kapasitip (hal 32-36)
4. Pengaturan AVR (Automatic Voltage Regulator) …….. (hal 36-38)
5. Pengaturan Frekwensi menggunakan governor
6. Komponen kontrol generator sinkron.

DATA GENERATOR (HAL 29)

1. Manufacturer
2.Part of model
3.Alternator type
4.Exiter type
5.Rating Voltage
6.Rated speed
7.Rated output power
8.Insullation class
9.Voltage regulator type, no load to full load
10.Frequensi regulation, no load to full load

PENGATURAN TEGANGAN AVR (AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR)

UNIT PENTING PADA AVR (hal 37) – (gb.3-10)

1. SENSING CIRCUIT : berfungsi menyensor tegangan generator, menyearahkan dan memfilter tegangan dan hasil sinyal dc tsb dikirim keerror detector dan error amplifier.
2. ERROR DETECTOR: memberikan sinyal dc yang sesuai pada tegangan gen. Teg penjumlahan titik (summing junction) dibandingkan teg referensi akan menghasilkan selisih teg. (sinyal error), kemudian diteruskan ke error amplifier.
3. ERROR AMPLIFIER : Sinyal error akan mengemudikan power controler dg cara mengatur waktu pelepasan pada capasitor shg membangkitkan sdt phasa untuk mengatur sinyal penyalaan pd komponen SCR pada unit power control.
4. POWER CONTROL : Pd rangk,ini terdapat rangk.jembatan komponennya terdiri dari thyrestor (SCR). Besaran teg

PENGATURAN TEGANGAN DENGAN AVR
1.Unit AVR terdiri : a. Sensing elemen, b. Error detector, c. Error amplifier, d. Power controller, e. Stabiltas network.
2.Masing-masing fungsinya :
a. Sensing elemen : menyensor tegangan generator, menyearahkan dan menfilter tegangan, hasil signal dc dikirim ke error detector dan error amplifier.
b. Error detector : memberikan sinyal dc yg sesuai dg tegangan generator. Teg. penjumlahan titik (summing juntion) dibandingkan dg teg referensi menghasilkan selisih tegangan diteruskan keunit error amplifier
c. Error Amplifier : mengemudikan power controler dengan cara mengatur waktu pelepasan pada kapasitor membangkitkan sudut fasa untuk mengatur sinyal penyalaan pada komponen SCR pada unit power control.
d. Power controler : rangkaian bridgekomponennya terdiri dari SCR, besarnya teg.dan arus output power tergantung dari sudut penyalaan SCR.
e. Stabilitas network : menghasilkan kestabilan pada semua kondisi operasi AVR untuk mencegah terjadinya hunting.

GOVERNOR PADA GENERATOR

1.Komponen penting pada governur : a. Magnetic pick-up, b.Konverter
frekwensi ke tegangan. c. Speed summer. d. Control Amplifier ,
e. Actuator.
2 Uraian penjelasan :
a. Magnetic pick up : sebagai sensor kecepatan yang digunakan
untuk mengendalikan putaran mesin penggerak dan frekwensi
output generator.
b. Konverter frekwensi ke teg. yg dibaca dari sinyal magnetik picup
dikonversikan menjadi besaran tegangan.
c. Speed summer membedakan sinyal referensi dg sinyal teg. Hasil
konverter sinyal frek.yang dihasilkan oleh speed menjadi
tegangan. dan diberikan pada control amplifier.
d. Control amplifier berfungsi menguatkan dari beberapa sinyal
output hasil penjumlahan dari kedua sinyal tsb. Apabila sinyal
teg. Lebih rendah dari teg referensi maka output sinyal yang
dikeluarkan oleh control amplifier untuk menaikkan kecepatan
prime mover dan sebaliknya .
e. Actuator : memberikan respon sesuai dg. Sinyal output dari
control amplifier dg. Merubah jumlah bahan bakar gas turbin,
perubahan kecepatan pd. prime mover dilakukan hingga sinyal
teg. dari sensor kecepatan sama dg. Sinyal tegangan referensi.

PENGOPERASIAN TUNGGAL gb 3-13…..HAL 41

Sebelum generator dijalankan :
1.Pastikan rangkaian CB pada posisi terbuka
2.Atur selector switch pada posisi yang ditentukan untuk kondisi
operasi generator.
3. Letakkan voltage regulator pada posisi otomatis

Menempatkan satu generator pada jala-jala
1.Jalankan mesin penggerak dan natur putaran generator pada
ratingnya
2.Atur tegangan generator pada ratingnya
3.Atur frekwensi pada 50 HZ atau 60 Hz dengan cara mengatur
putaran mesin penggerak (prime mover)
4. Ketika menentukan bahwa bisa beroperasi pada tegangan dan frekwensi yang diperlukan, hubungkan circuit breaker dari bus generator ke saluran (feeder) .
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

SYNCHRONIZING GENERATOR

2008-10-30T06:42:00.000-07:00

SYNCHRONIZING GENERATOR

Synchronizing generator adalah memparalelkan kerja dua buah generator atau lebih untuk
mendapatkan daya sebesar jumlah generator tersebut dengan syarat syarat yang telah ditentukan.
Syarat syarat dasar dari parallel generator adalah sebagai berikut :
1. Mempunyai tegangan kerja yang sama
2. Mempunyai urutan phase yang sama
3. Mempunyai frekuensi kerja yang sama
4. Mempunyai sudut phase yang sama
Dalam kerja parallel generator tidak cukup hanya berdasar pada syarat syarat diata s ada hal lain
yang perlu diketahui sebagai penjabaran syarat syarat diatas . Adapun penjabarannya sebagai
berikut:
1. Mempunyai tegangan kerja yang sama
Apa yang diharapkan dengan adanya tegangan kerja yang sama ? dengan adanya tegangan kerja
yang sama diharapkan pada saat diparalel dengan beban kosong power faktornya 1. Dengan
power factor 1 berarti tegangan antara 2 generator persisi sama .jika 2 sumber tegangan itu
berasal dari dua sumber yang sifatnya statis misal dari battery atau transformator maka tidak
akan ada arus antara kedunya. Namun karena dua sumber merupakan sumber tegangan yang
dinamis (diesel generator) Maka power factornya akan terjadi deviasi naik dan turun secara
periodic bergantian dan berlawanan. Mengapa bisa terjadi demikian ? Hal i ni terjadi karena
adanya sedikit perbedaan sudut phase yang sesekali bergeser karena factor gerak dinamis dari
diesel penggerak.Itu bisa dibuktikan dengan membaca secara bersamaan Rpm dari kedua genset
dalam keadaan sinkron misalnya Generator 1 mempunyai k ecepatan putar 1500 dan generator 2
mempunyai kecepatan putar 1501 maka terdapat selisih 1 putaran / menit Dengan perhitungan
1/1500 x 360 derajat maka terdapat beda fase 0,24 derajat dan jika dihitung selisih teganan
sebesar cos phi 0,24 derajat x teganga n nominal (400 V )- tegangan nominal (400 V ) dan
selisihnya sekitar V dan selisih tegangan yang kecil cukup mengakibatkan timbulnya arus
sirkulasi antara 2 buah genset tersebut dan sifatnya tarik menarik . dan itu tidak membahayakan.
Dan pada saat dibebani bersama sama maka power faktornya akan relative sama sesuai dengan
power factor beban.
Memang sebaiknya dan idealnya masing masing generator menunjukkan power factor yang
sama. Namun jika terjadi power factor yang berbeda dengan selisih tidak terlalu ban yak tidak
terjadi akibat apa apa. Akibatnya salah satu genset yang mempunyai nilai power factor rendah
akan mempunyai nilai arus yang sedikit lebih tinggi. Yang penting diperhatikan adalah tidak
melebihi arus nominal dan daya nominal dari genset.
Sebagai contoh : Jika masing masing generator memikul beban 100 kw , dimana generator 1
dengan power factor 0,85 dan yang satu mempunyai power factor 0,75. Maka dengan
menggunakan rumus daya aktif didapat selisih arus dan itu tidak ada masalah, dan bisa saja
dianggap bahwa generator bekerja independent dengan arus tersebut.
Pada saat generator bekerja parallel perubahan arus excitasi akan merubah power factor , jika
arus excitasi diperkuat maka nilai power factor mengecil menjauhi satu, sebaliknya jika excitasi
dikurangi maka nilai power factor akan membesar mendekati 1.
Pada generator yang akan diparalel biasanya didalam alternatornya ditambahkan peralatan yang
dinamakan Droop kit . Droop kit ini berupa current transformer yang dipasang. disebagian lilitan
dan outputnya disambungkan ke AVR. Droop kit ini berfungsi untuk mengatur power factor
berdasarkan besarnya arus beban.. Sehingga pembagian beban kvar diharapkan sama pada kw
yang sama.
Pada panel panel kontrol modern sudah diperlengkapi dengan modul yang mana s udah terdapat
pengaturan Var generator dengan output yang disambungkan ke AVR generator . sehingga
secara otomatis masing masing genset berapapun beban kw power factor akan menjadi sama dan
seimbang. Hal ini diperuntukkan pada system yang mana system terse but parallel sesaat atau
transfer beban baik antara genset maupun dengan PLN.
Pada saat transfer beban secara soft transfer terjadi pemindahan beban, perubahan power factor
yang kecenderungan terjadi diatur secara otomatic oleh modul tersebut, sehingga pad a saat
transfer beban tidak terjadi perubahan power factor yang berarti.
Pada saat ini banyak pembangkit listrik rental yang terdapat pada PLTD PLTD seluruh
Indonesia, dimana pihak swasta menyewakan Gensetnya untuk menambah kapasitas daya
terpasang PLN. Pada kondisi ini sedikit berbeda dengan yang diuraikan diatas yaitu masalah
pembagian dan pengaturan power factor.
Pada genset rental sudah ditentukan berapa kw beban yang akan disupply dan berapa kwh energi
yang akan dikirim.Pada saat mulai memparalelkan t egangan tidak harus sama, karena pengaturan
kenaikan beban secara bertahap maka pengaturan penambaha excitasi juga bertahap sampai
didapatkan power factor yang dikehendaki. Kita bisa mengatur sendiri power factor yang akan
dioperasikan. Bisa 0,8 0,85 0,9 a tau 0,95 namun pada umumnya yang lebih disukai pada power
factor 0,9 . Mengapa kita bisa mengatur power factor sekehendak kita ? hal ini dikarenakan
kapasitas generator PLN jauh lebih besar dibandingkan generator rental, sehingga perubahan
power factor di generator rental tidak begitu mempengaruhi banyak meskipun ada.
Sebagai contoh : Beban system suatu kota atau pulau sebesar 55 mega watt dimana PLN
menyediakan 50 mega dan genset rental dapat beban 5 mega , Jika power factor beban yang ada
0,9 . dimana Pada saat itu Power factor genset PLN 0,9 sedangkan rental juga diset 0,9. Jika
suatu saat Power factor genset rental diturunkan menjadi 0,8 dengan mengurangi arus excitasi.
Maka perubahan power factor di pembangkit PLN menjadi 0,91 . sebaliknya jika power f actor
genset rental diatur menjadi 1 dengan menaikkan arus excitasi, power factor pembangkit PLN
menjadi 0,89 sehingga perubahan sebesar 0,01 diabaikan.
Pada saat hendak memparalelkan secara manual generator dengan Catu daya PLN yang sudah
berbeban atau generator lain yang sudah berbeban, apa yang mesti dilakukan ? Jika kita
menyamakan persis dengan tegangan line / jala jala,maka pada saat breaker close power factor
genset akan menunjuk 1 dan beban kw akan menunjuk pada posisi 0, jika kita menambah daya
output mesin perlahan lahan , maka power factor akan cenderung menuju ke kapasitif (leading)
dan memungkinkan terjadinya reverse power. Untuk menghindari tersebut maka setelah sinkron
penguatan excitasi dulu yang dinaikkan sampai cosphi menunjuk 0,7. seiring dengan itu naikkan
daya mesin dengan menaikkan speed adjuster. Pada saat beban naik , cosphi akan naik membesar
mendekati satu. Pada saat bersamaan excitasi diatur mencapai nilai 0,7 demikian seterusnya
sampai mencapai nilai yang diinginkan misalnya 1000 kw pada cos phi 0,85.
2. Mempunyai urutan phase yang sama
Yang dimaksud urutan phase adalah arah putaran dari ketiga phase. Arah urutan ini dalam dunia
industri dikenal dengan nama CW ( clock wise) yang artinya searah jarum jam dan CCW
(counter clock wise ) yang artinya berlawanan dengan jarum jam. Hal ini dapat diukur dengan
alat phase sequence type jarum. Dimana jika pada saat mengukur jarum bergerak berputar
kekanan dinamakan CW dan jika berputar kekiri dinamakan CCW.
Disamping itu dikenal juga urutan phase ABC dan CBA. ABC identik dengan CW sedangkan
CBA identik dengan CCW.
Perlu diketahui bahwa dalam banyak generator mencantumkan symbol R,S,T,N ataupun
L1,L2,L3 ,N namun tidak selalu berarti bahwa urutan CW / ABC itu berarti RST atau L1L2L3
jika diukur urutan STR, TRS ,L2L3L1 itu juga termasuk CW/ABC .
Sebagai contoh : jika kabel penghantar yang keluar dari generator diseragamkan semua berwarna
hitam dan tidak ada kode sama sekali, apakah kita bisa membedakan secara visual atau
parameter listrik bahwa penghantar itu phasenya R , S , atau T tentu tidak. Kita hanya bisa
membedakan arah urutannya saja CW atau CCW. Apapun generatornya jika mempunyai arah
urutan yang sama maka dapat dikatakan mempunyai salah satu syarat dari parallel generator.
Sehingga bisa jadi pada dua generator yang sama urutan RST pada genset 1 dapat dihubungkan
dengan phase STR pada Genset 2 dan itu tidak ada masalah asal keduanya mempunyai arah
urutan yang sama.
3. Mempunyai frekuensi kerja yang sama
Didalam dunia industri dikenal 2 buah system frekuensi yaitu 50 hz dan 60 hz . Dalam
operasionalnya sebuah genset bisa saja mempunyai frekuensi yang fluktuatif (berubah ubah)
karena factor factor tertentu. Pada jaringan distribusi dipasang alat pembatas frekuensi yang
membatasi frekuensi pada minimal 48,5 hz dan maksimal 51,5 Hz. Namun pada genset genset
pabrik over frekuensi dibatasi sampai 55 hz sebagai overspeed.
Pada saat hendak parallel, dua buah genset tentu tidak mempunyai frekuensi yang sama persis.
Jika mempunyai frekuensi yang sama persis maka genset tidak akan bisa parallel karena sudut
phasanya belum match, salah satu harus dikurang sedikit atau dilebihi sedikit untuk mendapatkan
sudut phase yang tepat. Setelah dapat disinkron dan berhasil sinkron baru kedua genset
mempunyai frekuensi yang sama sama persis.
4. Mempunyai sudut phase yang sama
Mempunyai sudut phase yang sama bisa diartikan , kedua phase dari 2 genset mempunyai sudut
phase yang berhimpit sama atau 0 derajat. Dalam kenyataannya tidak memungkinkan
mempunyai sudut yang berhimpit karena genset yang berputar meskipun dilihat dari
parameternya mempunyai frekuensi yang sama namun jika dilihat menggunakan synchronoscope
pasti bergerak labil kekiri dan kekanan, dengan kecepatan sudut radian yang ada sangat sulit
untuk mendapatkan sudut berhimpit dalam jangka waktu0,5 detik. Breaker membutuhkan waktu
tidak kurang dari 0,3 detik untuk close pada saat ada perintah close.
Dalam proses sinkron masih diperkenankan perbedaan sudut maksimal 10 derajat. Dengan
perbedaan sudut maksimal 10 derajat selisih tegangan yang terjadi berkisar 49 Volt.
Gambar : Skema closing window synchronizing.
Gambar : proses pergeseran fasa antar bus dan genset
Setelah genset berhasil dan telah bekerja sinkron/ parallel, apakah hal itu sudah dikataka n bahwa
genset sudah bekerja paralel dengan baik. Tentunya belum dikatakan sempurna sebuah usaha
paralel generator sebelum hal hal tersebut dibawah ini bisa di jalankan :
1. Generator set mempunyai system governor yang sama , electrical governor dengan e lectrical
governor , mekanik servo dengan mekanik servo hal ini akan berpengaruh terhadap kepekaan
respone terhadap beban kejut.
2. Agar genset pada saat sinkron dapat mensupply beban dengan seimbang dengan genset lain
maka masing masing genset dianjurkan untuk memiliki load sharing terutama untuk yang system
automatic.
3. Pada beban rendah maupun tinggi dianjurkan masing masing genset mempunyai power factor
yang relative sama. Baik pada sinkron manual maupun sinkron otomatic.
4. Pada saat pembebanan / beban kejut masing masing genset mempunyai response yang sama ,
hal ini berkaitan dengan penyetelan droop speed dan pengaturan speed control.
5. Pada saat pelepasan beban dianjurkan dengan soft unloading yaitu secara perlahan lahan
dengan pengaturan speed dan voltage.
6. Pada saat pemasukan beban dianjurkan dengan soft unloading yaitu secara perlahan lahan
dengan pengaturan speed dan Voltage.
7. Pada saat pembebanan tidak diperkenankan beban mengayun ayun dari genset satu ke genset
lainnya, dan harus pada kondi si konstan.
8. Pada dua genset yang berbeda kapasitasnya pembebanan pada masing masing genset
sebaiknya secara proporsional.
Pada peralatan modern saat ini sudah banyak diciptakan modul modul yang dapat
mengakomodasi kebutuhan synhcrone genset, berikut lo ad sharing, synchronizing, dependent
start stop, dan lain lain. Bahkan controlling dan monitoring dapat diakses jarak jauh baik
menggunakan kabel data ataupun wireless.

Berikut ini bisa dijelaskan mengenai fasilitas yang ada pada modul modul modern antara lain :
1. Dependent Start/ stop genset
Adalah fasilitas yang dapat mengatur berapa genset yang hidup menyesuaikan kebutuhan beban,
jika beban kecil maka memerintahkan genset yang lainnya untuk shutdown dengan soft
unloading terlebih dulu. Demikian juga b ila beban secara bertahap naik sampai melampaui
setting yang kita tetapkan maka genset yang lainnya akan diperintahkan start secara otomatis dan
sinkron otomatis.
2. Peak saving genset
Adalah fasilitas dalam modul yang berfungsi untuk memberikan tambahan daya pada trafo ,
sebagai contoh kapasitas terpasang suatu bangunan 2000 KVA beban puncak mencapai 1400 kw
, karena kondisi temperature dan suhu transformator sudah maksimal dan kritis , sedangkan
masih ada kecenderungan penambahan beban sehingga akan san gat beresiko, maka genset
dioperasikan paralel untuk memberikan tambahan daya. Pada saat beban sudah hampir mencapai
kapasitas maksimal trafo maka genset akan secara otomatis start dan otomatis akan parelel.
Beban trafo akan dibuat tetap sedangkan kelebiha nnya akan disupply oleh Genset. Jika suatu saat
beban menurun . maka otomatis genset akan diperintahkan untuk melepaskan beban dan shuting
down.
3. Base load kontrol
Base load kontrol adalah fasilitas dari modul yang mengatur beban genset secara konstan .
Sedangkan kelebihannya yang fluktuatif di supply oleh trafo.
Sebagai contoh bila sebuah rental genset dimana pihak rental harus memberikan daya sebasar
1000 kw secara kontinu maka genset bisa mensupply 1000 kw meskipun beban berubah ubah ,
kelebihan akan disupply oleh PLN .
Sebagai contoh lain dua buah generator 1000 KVA bekerja paralel dimana salah satu genset
Karena alasan teknis dibatasi hanya maksimal 500 Kw sedangkan genset yang satunya yang
mensupply beban sisanya .
4. Dapat dioperasikan jarak jauh dengan menggunakan kabel data sampai sejauh 300 meter.
Dalam operasional jarak jauh dapat dilakukan start dan stop engine, terbaca parameter listrik
antara lain kw,kva,kvar,volt, hz,cosphi,volt dc, running hours dll.
Pengaruh dan akibat yang ditimbulka n bila syarat syarat paralel generator tidak dipenuhi :
1. Pada generator yang diparalel dengan PLN , maka apabila generator yang akan diparalel
mempunyai tegangan lebih tinggi maka begitu breaker close generator tersebut mempunyai
power factor yang rendah, namun tidak membahayakan karena power factor di PLN masih
induktif dan berdaya besar.Dan apabila jika generator itu mempunyai tegangan yang lebih
rendah maka power factor akan bersifat kapasitif dan mempunyai kecenderungan akan terjadi
reverse power. Reverse power dibatasi pada level 5 % dari daya nominal.
Pada generator yang diparalel dengan generator pada saat sama sama belum berbeban, maka
apabila tegangan lebih tinggi power factor akan rendah ( induktif) namun sebaliknya power
factor genset yang lain akan juga rendah namun bersifat kapasitif. Hingga genset yang lain
mempunyai kecenderungan reverse power.
2. Jika urutan phase tidak sama system ABC di parallel
dengan system CBA, maka akan terjadi selisih tegangan sebesar 2 kali tegangan nominal ,hal it u
bisa dideteksi dengan diukur secara manual menggunakan voltmeter, pada saat synchronoscope
menunjuk 0 derajat, terdapat selisih sebesar 2 x 400 V.
3. Jika frekuensi tidak sama diparalelkan maka akan terjadi beberapa kemungkinan yaitu dari
yang paling ringan sampai yang paling berat. Sebagai contoh generator 1 mempunyai frekuensi
49 hz sedangkan generator 2 mempunyai frekuensi 50 hz. Dengan melihat synchronoscope maka
jarum akan berputar dengan kecepatan sudut 2 phi r/ detik atau 1putaran/ detik. Jika pad a saat
masuk pas pada sudut nol maka generator yang memiliki frekuensi lebih rendah akan mengalami
reverse power dimana pada saat terhubung sinkron fekuensi ada pada 49,5 Hz . Dan proteksi
reverse power akan bekerja mengamankan , namun jika pada saat masuk sinkron pas posisi
synchronoscope di sudut 180 derajat itu berarti terjadi selisih tegangan yang sangat besar
disamping kemungkinan reverse juga terjadi kerusakan yang fatal terhadap generator, di breaker
akan muncul arus yang besar dan menimbulkan percik an api yang besar dan diengine akan
terjadi hunting sesaat…dan hal itu bisa mengakibatkan kerusakan mekanis sampai patah pada
cransaft. Karena tekanan beban besar yang tiba tiba.
4. Jika sudut fase tidak sama namun kecenderungan frekuensi sama hanya akan m enyebabkan
hunting sesaat tanpa ada kemungkinan reverse power, namun juga sangat berbahaya jika berbeda
sudutnya terlalu besar , engine akan mengalami tekanan sesaat hingga hunting.
diposting oleh solichin @ 02:25 1 Komentar

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: daya aktif & reaktif

2008-10-26T10:45:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: daya aktif & reaktif

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: sistim control plc

2008-10-20T10:57:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: sistim control plc

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: GTG KDM Bontang.washing compressor

2008-10-20T10:05:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: GTG KDM Bontang.washing compressor

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: start up N2 KDM

2008-10-20T10:03:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: start up N2 KDM

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: ISOCHRONOUS DAN DROOP

2008-10-20T09:59:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: ISOCHRONOUS DAN DROOP

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: SISTIM tenaga listrik

2008-10-20T09:53:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: SISTIM tenaga listrik

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: gardu tua 150 KV

2008-10-20T09:52:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: gardu tua 150 KV

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: gardu tua 150 KV

2008-10-20T09:36:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: gardu tua 150 KV

udah senja jangan banyak gaya,,, !! kasih kesempatan yg muda biar tampil juga...!
perbanyak lah doa,,!

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: Synchronizing generator

2008-10-20T08:45:00.001-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: Synchronizing generator

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: GTG KDM Bontang.washing compressor

2008-10-20T08:45:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: GTG KDM Bontang.washing compressor

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: Synchronizing generator

2008-10-20T08:30:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: Synchronizing generator

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: BTU

2008-10-17T07:39:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: BTU

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: daya aktif & reaktif

2008-10-17T07:38:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: daya aktif & reaktif

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: SISTIM tenaga listrik

2008-10-17T07:35:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: SISTIM tenaga listrik

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: ISOCHRONOUS DAN DROOP

2008-10-17T07:06:00.000-07:00

indra muhamad 99 pupuk kaltim BONTANG: ISOCHRONOUS DAN DROOP

daya aktif & reaktif

2008-10-16T07:05:00.001-07:00

Mengenal daya aktif, daya reaktif dan faktor daya
Maret 25, 2008
Menghitungnya:
> Daya reaktif harus diketahui satuannya VAR (Volt Ampere Reaktif)
> alatnya adalah VAR meter
> Daya aktif harus diketahui satuannya Watt tentunya dengan wattmeter
> kmudian watt dibagi VAR diperoleh cos phi.
Oke, saya awali dengan penjelas an mengenai daya listrik terlebih
dahulu. Seringkali terjadi kebingungan antara daya dan energi.
Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja.
Energi memiliki satuan Joule atau Btu. Sedangkan daya
didefinisikan sebagai laju energi yang diba ngkitkan atau
dikonsumsi. Satuan dari daya adalah Joule/detik atau watt. Maka
satuan energi listrik adalah watt -detik atau lebih populer dengan
watt-hour.
Daya dengan satuan watt disebut sebagai daya aktif (P). Daya inilah
yang dikonsumsi oleh berbagai mac am peralatan listrik. Selain daya
aktif, kita kenal daya reaktif. daya reaktif ini memiliki satuan VAR
atau volt ampere reaktif. Daya reaktif (Q) ini tidak memiliki
dampak apapun dalam kerja suatu beban listrik, dengan kata lain
daya reaktif ini tidak berguna bagi konsumen listrik. Gabungan
antara daya aktif dan reaktif adalah apparent power atau daya
nyata (S). Jika digambarkan dalam bentuk segitiga daya, maka
daya nyata direpresentasikan oleh sisi miring dan daya aktif
maupun reaktid direpresentasikan ole h sisi-sisi segitiga yang saling
tegak lurus.
Lalu, apa hubungannya dengan faktor daya? Faktor daya sering
disebut sebagai cos phi (cosine phi) dimana phi adalah sudut antara
daya nyata (S) dengan daya aktif (P). P sendiri sama dengan (S * cos
phi). Sedangkan Q (daya reaktif) sama dengan (S*sin phi) . Ingat,
cos phi tidak sama dengan efisiensi.
Analogi sederhananya adalah, ada suatu jalan dengan lebar tertentu
. Kemudian kita bariskan 10 orang pada jalan tersebut, ternyata
baru memakai 10% dari lebar jalan. Kemudian, kita tambahkan
menjadi 80 orang ternyata 80% lebar jalan dapat kita pergunakan.
Terlihat, dengan semakin banyak orang yang bisa kita masukkan ke
jalan tersebut, maka faktor pemanfaatan jalan juga semakin tinggi.
Tentu berbeda jika dari 1000 orang , kita suruh berjalan dalam
bentuk 10 baris jika dibandingkan dengan bentuk barisan berupa
80 baris.
Menjawab pertanyaan berikutnya, apa yang terjadi jika faktor
daya ( cos phi) tinggi dan apa yang terjadi jika rendah. Oke, kita
langsung masuk ke perhitungan saja supaya lebih mudah untuk
memahami efek dari faktor daya. Misalkan PLN menyuplai daya
pada suatu pabrik sebesar 500 kW berupa daya aktif. (ingat
satuannya!!!), pada rating tegangan 10kV. Kemudian hitung rugi -
rugi pada saluran distribusi daya yang dimiliki PLN jika faktor
daya beban konsumen sebesar 0,6 dan 0,9.
Dari persamaan diatas, terlihat bahwa daya aktif (P) = V*I*PF ,
dimana PF(power factor) adalah faktor daya atau cos phi. Maka
untuk faktor daya sebesar 0,6 akan kita dapat arus yang disuplai
PLN ke konsumen sebesar I = P/(V*PF) = 83,33 A . Sedangkan
untuk faktor daya pada beban konsumen sebesar 0,9 , besar arus
yang disuplai PLN sebesar I = 55,55 A. Jika kita bandingkan, untuk
daya aktif yang sama, PLN harus menyalurkan arus lebi h besar
jika faktor daya beban yang dimiliki konsumen lebih rendah. Arus
yang tinggi ini akan menyebabkan kenaikan rugi -rugi daya pada
saluran yang harus ditanggung oleh PLN. Perlu diingat, rugi -rugi
daya didefinisikan sebagai hasil perkalian antara kuadra t arus
dengan hambatan pada saluran listrik. Oleh karena itu, untuk
konsumen industri PLN mengenakan biaya tambahan berupa biaya
beban reaktif. Sedangkan untuk konsumen rumah tangga tidak ada
pos biaya beban reaktif.
Mungkin anda masih ingat beberapa waktu yang lalu, sempat
menjadi tren untuk menggunakan penghemat listrik pada rumah
tangga. Memang ada beberapa jenis penghemat listrik, salah
satunya memanfaatkan kapasitor untuk meningkatkan faktor daya,
sehingga daya reaktif yang dikonsumsi menurun. Sebenarn ya hal
itu tidak terlampau berguna bagi konsumen rumah tangga, karena
tidak ada biaya beban reaktif. Mengenai cara meningkatkan faktor
daya , insya ALLAH akan saya bahas di postingan berikutnya
Sebagai referensi untuk detail perhitungan, anda bisa membaca
buku Rangkaian Listrik karangan DR.Sudaryatno Sudirham.
Mudah dipahami.

BTU

2008-10-16T06:53:00.000-07:00

BTU

Teknologi energi adalah teknologi yang terkait dengan bidang-bidang mulai dari sumber, pembangkitan, penyimpanan, konversi -energi dan pemanfaatannya untuk kebutuhan manusia. Sektor kebutuhan utama yang paling besar dalam jumlah untuk massa mendatang adalah sektor kelistrikan dan sektor transportasi.

Sumber energi dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu energi terbarukan dan energi tak terbarukan. Dalam pembangkitan energi beberapa sistem pembangkitan yang telah digunakan untk memenuhi kebutuhan energi didunia, seperti:
pembangkit listrik tenaga air /PLTA,
pembangkit listrik tenaga surya/PLTS,
pembangkit listrik tenaga uap dan gas/PLTU,PLTG,
pembangkit listrik panas bumi/PLTP,
pembangkit listrik tenaga angin/bayu/PLTB,
pembangkit listrik tenaga gelombang laut/PLTGL, dan
pembangkit listrik tenaga nuklir/PLTN

BEBERAPA SATUAN ENERGI
1. BTU
BTU adalah singkatan dari British thermal unit merupakan satuan energi yang digunakan di Amerika Serikat. Satuan ini juga masih sering dijumpai di Britania Raya pada sistem pemanas dan pendingin lama. Sekarang ini satuan ini mulai digantikan dengan satuan energi dari unit SI, yaitu Joule (J).

Satu Btu didefinisikan sebagai jumlah panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 1 pound (sekitar 454 gram) air sebanyak 1 derajat Fahrenheit. 143 Btu dibutuhkan untuk mencairkan 1 pound es.

2. Elektronvolt
Elektronvolt (simbol eV) adalah sebuah satuan energi yang merupakan jumlah energi kinetik yang didapatkan oleh sebuah elektron tunggal yang tak terikat ketika elektron tersebut melalui sebuah perbedaan potensial elektrostatik satu volt, dalam vakum.

Satu elektronvolt adalah sejumlah energi yang kecil:
1 eV = 1.602 176 53 (14)×10−19 J. (Sumber: CODATA 2002, nilai yang direkomendasikan)

Satuan elektronvolt diterima (tetapi tidak dianjurkan) untuk digunakan dalam SI. Satuan ini banyak digunakan dalam fisika benda-padat, atomik, nuklir, dan partikel, seringkali dengan prefix SI m, k, M, atau G.

3.Joule
Joule (simbol J) adalah satuan SI untuk energi dengan basis unit kg.m2/s2.

[sunting]
Definisi

Joule diambil dari satuan unit yang didefinisikan sebagai besarnya energi yang dibutuhkan untuk memberi gaya sebesar satu Newton sejauh satu meter. Oleh sebab itu, 1 joule sama dengan 1 newton meter (simbol: N.m).

Selain itu, satu joule juga adalah energi absolut terkecil yang dibutuhkan (pada permukaan bumi) untuk mengangkat suatu benda seberat satu kilogram setinggi sepuluh sentimeter.

Definisi satu joule lainnya:
Pekerjaan yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik sebesar satu coulomb melalui perbedaan potensial satu volt, atau satu coulomb volt (simbol: C.V).
Pekerjaan untuk menghasilkan daya satu watt terus-menerus selama satu detik, atau satu watt sekon (simbol: W.s).

Konversi

1 joule adalah sama dengan 107 erg.

1 joule is mendekati sama dengan:
6.241506363x1018 eV (elektron volt)
0.239 kal (kalori)
2.7778x10-7 kwh (kilowatt-hour)
2.7778x10-4 wh (watt-hour)
9.8692x10-3 liter-atmosfer

Sejarah

Nama joule diambil dari penemunya James Prescott Joule. Joule disimbolkan dengan huruf J. Istilah ini pertama kali diperkenalkan oleh Dr. Mayer of Heilbronn.

4.Kalori
Kalori adalah satuan panas untuk menaikkan suhu temperatur air 1 derajat Celsius. Satuan ini sebesar 4,2 joule.

ISOCHRONOUS DAN DROOP

2008-10-16T06:45:00.000-07:00

ISOCHRONOUS DAN DROOP

Ada dua mode operasi governor, yaitu droop dan isochronous. Pada mode droop, governor sudah memiliki "setting point" Pmech (daya mekanik) yang besarnya sesuai dengan rating generator atau menurut kebutuhan. Dengan adanya "fixed setting" ini, output daya listrik generator nilainya tetap dan adanya perubahan beban tidak akan mengakibatkan perubahan putaran turbin (daya berbanding lurus dengan putaran).

Lain halnya dengan mode isochronous, "set point" putaran governor ditentukan berdasarkan kebutuhan daya listrik sistem pada saat itu (real time). Kemudian melalui internal proses di dalam governor (sesuai dengan kontrol logic dari manufaktur), governor akan menyesuaikan nilai output daya mekanik turbin supaya sesuai dengan daya listrik yang dibutuhkan sistem. Pada saat terjadi perubahan beban, governor akan menentukan setting point yang baru sesuai dengan aktual beban sehingga dengan pengaturan putaran ini diharapkan frekuensi listrik generator tetap berada di dalam "acceptable range" dan generator tidak mengalami "out of synchronization".

SISTIM tenaga listrik

2008-10-13T22:17:00.000-07:00

1. SISTEM TENAGA LISTRIK
1.1. Elemen Sistem Tenaga
Salah satu cara yang paling ekonomis, mudah dan aman untuk mengirimkan energi
adalah melalui bentuk energi listrik. Pada pusat pembangkit, sumberdaya energi
primer seperti bahan baker fosil (minyak, gas alam, dan batubara), hidro, panas bumi,
dan nuklir diubah menjadi energi listrik. Generator sinkron mengubah energi mekanis
yang dihasilkan pada poros turbin menjadi energi listrik.
Melalui transformator penaik tegangan (step-up transformer), energi listrik ini
kemudian dikirimkan melalui saluran transmisi bertegangan tinggi menuju pusat -
pusat beban. Peningkatan tegangan dimaksudkan untuk mengurangi jumlah arus yang
mengalir pada saluran transmisi yang de ngan demikian berarti rugi -rugi panas (heatloss)
I2R dapat dikurangi. Ketika saluran transmisi mencapai pusat beban, tegangan
tersebut kembali diturunkan menjadi tegangan menengah, melalui transformator
penurun tegangan (step-down transformer).
Di pusat-pusat beban yang terhubung dengan saluran distribusi, energi listrik ini
diubah menjadi bentuk-bentuk energi terpakai lainnya seperti energi mekanis (motor),
penerangan, pemanas, pendingin, dan sebagainya.
Satuan listrik :
Arus listrik (I) => ampere
Tegangan listrik (V) = beda potensial => volt
Tahanan (R) = resistansi => ohm
Reaktansi (X)=> ohm
Impedansi (Z)= R  jX => ohm
Daya (S) = P  jQ => volt ampere
Daya aktif (P) => watt
Daya reaktif (Q) => volt ampere reaktif
Energi (E) => watt-hour (watt-jam)
Faktor daya (cos ) => tidak ada satuan
1.2. Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU)
Pembangkit listrik jenis ini memanfaatkan bahan bakar minyak, gas alam, atau
batubara untuk membangkitkan panas dan uap pada BOILER. Uap ini kemudian
dipergunakan untuk memutar turbin yang dikopelkan langsung dengan sebuah
generator sinkron. Uap yang telah melalui turbin kemudian menjadi uap bertekanan
dan bersuhu rendah. Uap ini kemudian dilewatkan melalui kondenser yang menyerap
panas uap tersebut sehingga uap tersebut berub ah menjadi air yang kemudian
dipompakan kembali menuju boiler.
1.3. Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Sebagaimana halnya Pusat Listrik Tenaga Diesel, PLTG merupakan mesin dengan
proses pembakaran dalam ( internal combustion). Bahan baker berupa minyak atau
gas alam dibakar di dalam ruang pembakar ( combustor). Udara yang memasuki
kompresor setelah mengalami tekanan bersama -sama dengan bahan baker
disemprotkan ke ruang pembakar untuk melakukan proses pembakaran. Gas panas
sebagai hasil pembakaran i ni kemudian bekerja sebagai fluida yang memutar roda
turbin yang terkopel dengan generator sinkron.
1.4. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)
Pada reactor air tekan (pressurized water reactor) terdapat dua rangkaian yang
seolah-olah terpisah. Pada rangkaian pertama bahan baker uranium-235 yang
diperkaya dan tersusun dalam pipa -pipa berkelompok, disundut untuk menghasilkan
panas dalam reactor. Karena air dalam bejana penuh, maka tidak terjadi pembentukan
uap, melainkan air menjadi panas dan bertekana n. Air panas yang bertekanan tersebut
kemudian mengalir ke rangkaian kedua melalui suatu generator uap yang terbuat dari
baja. Generator uap ini kemudian menghasilkan uap yang memutar turbin dan proses
selanjutnya mengikuti siklus tertutup sebagaimana berl angsung pada turbin uap
PLTU.
1.5. Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA)
Penggunaan tenaga air mungkin merupakan bentuk konversi energi tertua yang
pernah dikenal manusia. Perbedaan vertical antara batas atas dengan batas bawah
bendungan di mana terletak turbin air, dikenal sebagai tinggi terjun. Tinggi terjun ini
mengakibatkan air yang mengalir akan memperoleh energi kinetic yang kemudian
mendesak sudu-sudu turbin. Bergantung kepada tinggi terjun dan debit air, dikenal
tiga macam turbin yaitu: Pelton, Francis dan Kaplan.
2. DASAR ELEKTROMEKANIK
2.1. Konversi Energi Elektromekanik
Konversi energi baik dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun
sebaliknya dari energi mekanik menjadi energi listrik (generator) berlangsung mela lui
medium medan magnet. Energi yang akan diubah dari satu system ke system lainnya,
sementara akan tersimpan pada medium medan magnet untuk kemudian dilepaskan
menjadi energi system lainnya. Dengan demikian, medan magnet di sini selain
berfungsi sebagai tempat penyimpanan energi juga sekaligus sebagai medium untuk
mengkopel perubahan energi.
Dengan mengingat hukum kekekalan energi, proses konversi energi elektromekanik
dapat dinyatakan sebagai berikut (untuk motor):
(Energi Listrik sebagai input) = (Energi Mekanik sebagai output + Energi panas) +
(Energi pada medan magnet dan rugi -rugi magnetic)
atau dalam persamaan differensial, konversi energi dari elektris ke mekanis adalah sebagai
berikut:
dWE = dWM + dWF
Ini hanya berlaku ketika proses konversi energi sedang berlangsung pada keadaan dinamis yang
transient. Untuk keadaan tunak, dimana fluks merupakan harga yang konstan, maka
dWF = 0
dWE = dWM
2.2. Gaya Gerak Listrik
Apabila sebuah konduktor digerakkan tegak lurus sejauh ds memotong suatu medan
magnet dengan kerapatan fluks B, maka perubahan fluks pada konduktor dengan
panjang efektif l adalah:
d = B l ds
Dari Hukum Faraday diketahui bahwa gaya gerak listrik (ggl)
E = d/dt
Maka e = B l ds/dt; dimana ds/dt = v = kecepatan
Jadi, e = B l v
2.3. Kopel
Arus listrik I yang dihasilkan di dalam suatu medan magnet dengan kerapatan fluks B
akan menghasilkan suatu gaya F sebesar:
F = B I l
Jika jari-jari rotor adalah r, maka kopel yang dibangkitkan adalah
T = F r
Perlu diingat bahwa saat gaya F dibangkitkan, konduktor bergerak di dalam medan
magnet da seperti diketahui akan menimbulkan gaya gerak listrik yang merupakan
reaksi (lawan) terhadap tegangan penyebabnya. Agar proses konversi energi listrik
menjadi energi mekanik (motor) dapat berlangs ung, tegangan sumber harus lebih
besar daripada gaya gerak listrik lawan.
Begitu pula, suatu gerak konduktor di dalam medan magnet akan membangkitkan
tegangan e = B l V dan bila dihubungkan dengan beban, akan mengalir arus listrik I
atau energi mekanik berubah menjadi energi listrik (generator). Arus listrik yang
mengalir pada konduktor tadi merupakan medan magnet pula dan akan berinteraksi
dengan medan magnet yang tel ah ada (B). Interaksi medan magnet merupakan gaya
reaksi (lawan) terhadap gerak mekanik yang diberikan. Agar konversi energi mekanik
ke energi listrik dapat berlangsung, energi mekanik yang diberikan haruslah lebih
besar dari gaya reaksi tadi.
2.4. Mesin Dinamik Elementer
Pada umumnya mesin dinamik terdiri atas bagian yang berputar disebut rotor dan
bagian yang diam disebut stator. Di antara rotor dan stator terdapat celah udara. Stator
merupakan kumparan medan yang berbentuk kutub sepatu dan roto r merupakan
kumparan jangkar dengan belitan konduktor yang saling dihubungkan ujungnya (lihat
gambar) untuk mendapatkan tegangan induksi (ggl).
Jika kumparan rotor diputar dengan arah berlawanan dari arah jarum jam, tegangan
akan dibangkitkan dengan arah yang berlawanan pada kedua ujung rotor yang tidak
dihubungkan.
Simulasi mesin dinamis (generator) dapat dilihat pada situs ini.
http://www.sciencejoywagon.com/physicszone/lesson/otherpub/wfendt/generatorengl
.htm
2.5. Interaksi Medan Magnet
Kerja suatu mesin dinamis dapat juga dilihat dari segi adanya interaksi antar medan
magnet stator dan rotor, yaitu:
F = B I l
Seperti diketahui, arus listrik (I) pada persamaan di atas akan menimbulkan fluks juga
di sekitar konduktor yang dilalui. Bila kerapatan fluks akibat arus listrik dinyatakan
dengan Bs (pada stator), sedang kerapatan fluks akibat kumparan medan adalah B r
(pada rotor), maka dapat dituliskan:
T = K Br Bs sin 
Dimana
 adalah sudut antara kedua sumbu medan magnet B r dan Bs
K adalah konstanta l x r
Sudut  dikenal sebagai sudut kopel atau sudut daya dengan harga maksimum  =
90o. Dengan menganggap Br dan Bs sebagai fungsi arus rotor dan arus stator,
persamaan kopel menjadi:
T = K Ir Is sin 
Dengan demikian, kopel terjadi sebagai interaksi antara dua medan magnet atau dua
arus.
2.6. Derajat Listrik
Pada setiap satu kali putaran mesin, tegangan induksi yang ditimbulkan sudah
menyelesaikan p/2 kali putaran. Maka untuk mesin 4 kutub, satu kali putaran mekanik
mesin (360o) berarti sama dengan dua kali putaran listrik (720 o). Persamaan
umumnya adalah sebagai berikut:
e = (p/2) m
p = jumlah kutub mesin
e = sudut listrik
m = sudut mekanik
2.7. Frekuensi
Dari persamaan di atas, diketahui bahwa untuk setiap satu siklus tegangan listrik yang
dihasilkan, mesin telah menyelesaikan p/2 kali putaran. Karena itu frekuensi
gelombang tegangan adalah:
f = (p/2) (n/60)
n = rotasi per menit
n/60 = rotasi perdetik
Kecepatan sinkron untuk mesin arus bolak -balik lazim dinyatakan dengan
ns = 120 (f/p)
Jadi misalnya untuk generator sinkron yang bekerja dengan frekuensi 50 putaran per
detik dan mempunyai jumlah kutub p=2, maka kecepatan berputar mesin tersebut
adalah:
ns = (120 x 50)/2 = 3000 rpm.
Sumber lainnya tentang elektromagnetik:
http://www.physics.uiowa.edu/~umallik/adventure/in duction.htm
3. MOTOR INDUKSI
Motor induksi merupakan motor arus bolak balik (ac) yang paling luas penggunaannya.
Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber
tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relative
antara putaran rotor dengan medan putar ( rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus
stator.
Belitan stator yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan tiga fasa akan menghasilkan
medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron (n s = 120f/2p). Medan putar pada
stator tersebut akan memotong konduktor -konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus;
dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan ikut berputar mengikuti medan putar stator.
Perbedaan putaran relative antara stator dan rotor disebut slip. Bertambahnya beban, akan
memperbesar kopel motor, yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada
rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran r otor pun akan bertambah besar.
Jadi , bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun. Dikenal dua tipe motor
induksi yaitu motor induksi dengan rotor belitan dan rotor sangkar.
Gambar motor induksi.
Sumber : http://www.automatedbuildings.com/news/jul01/art/abbd/abbd.htm
3.1. Medan Putar
Sumber : http://www.tpub.com/doeelecscience/electricalscience2144.htm
Sebelum kita membahas bagaimana rotating magnetic field (medan putar)
menyebabkan sebuah motor berputar, marilah kita tinjau bagaimana medan putar ini
dihasilkan. Gambar berikut menunjukkan sebuah stato r tiga fasa dengan suplai arus
bolak balik tiga fasa pula.
Belitan stator terhubung wye (Y). Dua belitan pada masing-masing fasa dililitkan
dalam arah yang sama. Sepanjang waktu, medan magnet yang dihasilkan oleh setiap
fasa akan tergantung kepada arus yan g mengalir melalui fasa tersebut. Jika arus listrik
yang melalui fasa tersebut adalah nol ( zero), maka medan magnet yang dihasilkan
akan nol pula. Jika arus mengalir dengan harga maksimum, maka medan magnet
berada pada harga maksimum pula. Karena arus yang mengalir pada system tiga fasa
mempunyai perbedaan 120o, maka medan magnet yang dihasilkan juga akan
mempunyai perbedaan sudut sebesar 120 o pula.
Ketiga medan magnet yang dihasilkan akan membentuk satu medan, yang akan
beraksi terhadap rotor. Untuk motor induksi, sebuah medan magnet diinduksikan
kepada rotor sesuai dengan polaritas medan magnet pada stator. Karenanya, begitu
medan magnet stator berputar, maka rotor juga berputar agar bersesuaian dengan
medan magnet stator.
Gambar belitan stator tiga fasa.
Pada sepanjang waktu, medan magnet dari masing -masing fasa bergabung untuk
menghasilkan medan magnet yang posisinya bergeser hingga beberapa derajat. Pada
akhir satu siklus arus bolak balik, medan magnet tersebut telah bergeser hingga 360 o,
atau satu putaran. Dan karena rotor juga mempunyai medan magnet berlawanan arah
yang diinduksikan kepadanya, rotor juga akan berputar hingga satu putaran.
Penjelasan mengenai ini dapat dilihat pada gambar selanjutnya.
Putaran medan magnet dijelaskan pada gambar di bawa h dengan “menghentikan”
medan tersebut pada enam posisi. Tiga posisi ditandai dengan interval 60o pada
gelombang sinus yang mewakili arus yang mengalir pada tiga fasa A,B, dan C. Jika
arus mengalir dalam suatu fasa adalah positif, medan magnet akan menimbu lkan
kutub utara pada kutub stator yang ditandai dengan A’, B’, dan C’.
Gambar putaran motor induksi dan medan putar.
Pada posisi T1, arus pada fasa C berada pada harga positif maksimumnya. Pada saat
yang sama, arus pada fasa A dan B berada pada separuh harga negative
maksimumnya. Medan magnet yang dihasilkan terbentuk secara vertical dengan arah
ke bawah, dengan kekuatan medan maksimum terjadi sepanjang fasa C, antara kutub
C (utara) dengan C’ (selatan). Medan magnet ini dibantu oleh medan -medan yang
lebih lemah yang dihasilkan sepanjang fasa A dan B, dengan kutub -kutub A’ dan B’
menjadi kutub-kutub utara dan kutub-kutub A dan B menjadi kutub-kutub selatan.
Pada posisi T2, gelombang sinus arus telah berotasi sebanyak 60 derajat listrik. Pada
posisi ini, arus dalam fasa A telah naik hingga harga negative maksimumnya. Arus
pada fasa B mempunya arah yang berlawanan dan berada pada separuh harga
maksimum positifnya. Begitu pula arus pada fasa C telah turun hingga separuh dari
harga maksimum positifnya. Medan m agnet yang dihasilkan terbentuk ke kiri arah
bawah, dengan kekuatan medan maksimum sepanjang fasa A, antara kutub -kutub A’
(utara) dan A (selatan). Medan magnet ini dibantu oleh medan -medan yang lebih
lemah yang timbul sepanjang fasa B dan C, dengan kutub -kutub B dan C menjadi
kutub-kutub utara dan kutub-kutub B’ dan C’ menjadi kutub -kutub selatan. Di sini
terlihat bahwa medan magnet pada stator motor secara fisik telah berputar sebanyak
60o.
Pada posisi T3, gelombang sinus arus berputar lagi 60 derajat lis trik dari posisi
sebelumnya hingga total rotasi pada posisi ini sebesar 120 derajat listrik. Pada posisi
ini, arus dalam fasa B telah naik hingga mencapai harga positif maksimumnya. Arus
pada fasa A telah turun hingga separuh dari harga negative maksimumny a, sementara
arus pada fasa C telah berbalik arah dan berada pada separuh harga negative
maksimumnya pula. Medan magnet yang dihasilkan mengarah ke atas kiri, dengan
kekuatan medan maksimum sepanjang fasa B, antara kutub B (utara) dan B’ (selatan).
Medan magnet ini dibantu oleh medan-medan yang lebih lemah sepanjang fasa A dan
C, dengan kutub-kutub A’ dan C’ menjadi kutub -kutub utara dan kutub-kutub A dan
C menjadi kutub-kutub selatan. Sehingga terlihat di sini bahwa medan magnet pada
stator telah berputar 60o lagi dengan total putaran sebesar 120 o.
Pada posisi T4, gelombang sinus arus telah berotasi sebanyak 180 derajat listrik dari
titik T1 sehingga hubungan antara arus -arus fasa adalah indentik dengan posisi T1
kecuali bahwa polaritasnya telah berbalik. Karena fasa C kembali pada harga
maksimum, medan magnet yang dihasilkan sepanjang fasa C kembali berada pada
harga maksimum, medan magnet yang dihasilkan sepanjang fasa C akan memiliki
kekuatan medan maksimum. Meskipun demikian, dengan arus yang mengalir dalam
arah yang berlawanan pada fasa C, medan magnet yang timbul mempunyai arah ke
atas antara kutub C’ (utara) dan C (selatan). Terlihat bahwa medan magnet sekarang
telah berotasi secara fisik sebanyak 180o dari posisi awalnya.
Pada posisi T5, fasa A berada pada harga positif maksimumnya, yang mengha silkan
medan magnet ke arah atas sebelah kanan. Kembali, medan magnet secara fisik telah
berputar 60o dari titik sebelumnya sehingga total rotasi sebanyak 240 o. Pada titik T6,
fasa B berada pada harga maksimum negative yang menghasilkan medan magnet ke
arah bawah sebelah kanan. Medan magnet pun telah berotasi sebesar 60 o dari titik T5
sehingga total rotas adalah 300 o.
Akhirnya, pada titik T7, arus kembali ke polaritas dan nilai yang sama seperti pada
Posisi T1. Karenanya, medan magnet yang dihasilkan pada p osisi ini akan identik
dengan pada posisi T1. Dari pembahasan ini, terlihat bahwa untuk satu putaran penuh
gelombang sinus listrik (360o), medan magnet yang timbul pada stator sebuah motor
juga berotasi satu putaran penuh (360 o). Sehingga, dengan menerapkan tiga-fasa AC
kepada tigfa belitan yang terpisah secara simetris sekitar stator, medan putar ( rotating
magnetic field) juga timbul.
3.2. SLIP
Jika arus bolak balik dikenakan pada belitan stator dari sebuah motor induksi, sebuah
medan putar timbul. Medan putar ini memotong batang rotor dan menginduksikan
arus kepada rotor. Arah aliran arus ini dapat ditentukan dengan menggunakan aturan
tangan kiri untuk generator.
Arus yang diinduksikan ini akan menghasilkan medan magnet di sekitar penghantar
rotor, berlawanan polaritas dari medan stator, yang akan mengejar medan magnet
pada stator. Karena medan pada stator terus menerus berputar, rotor tidak pernah
dapat menyamakan posisi dengannya alias selalu tertinggal dan karenanya akan terus
mengikuti putaran medan pada stator sebagaimana ditunjukkan pada gambar di
bawah ini.
Gambar Induction Motor
Dari penjelasan di atas, terlihat bahwa rotor pada motor induksi tidak pernah dapat berputar
dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan medan putar. Jika kecep atan rotor sama dengan
keceparan medan putar stator, maka tidak ada gerak relatif antara keduanya, dan tidak akan ada
induksi EMF kepada rotor. Tanpa induksi EMF ini, tidak akan ada interaksi medan yang
diperlukan untuk menimbulkan gerak. Rotor, karenanya ahrus berputar dengan kecepatan yang
lebih rendah dari kecepatan medan putar stator jika gerak relatif tersebut harus ada antara
keduanya.
Persentase perbedaan antara kecepatan rotor dan kecepatan medan putar disebut dengan slip.
Semakin kecil slip, semakin dekat pula kecepatan rotor dengan kecepatan medan putar. Persen
slip dapat dicari menggunakan Equation (12 -1).
dimana
NS= kecepatan sinkron (rpm) NR= kecepatan rotor (rpm)
Kecepatan medan putar atau kecepatan sinkron dari suatu motor dapat dicari den gan
menggunakan Equation (12-2).
dimana
Contoh: Sebuah motor induksi dua kutub, 60 Hz, mempunyai kecepatan pada beban penuh
sebesar 3554 rpm. Berapakah persentase slip pada beban penuh?
Solusi:
3.3. Torque
Torque motor induksi AC tergantug kepada kekuatan medan rotor dan stator yang
saling berinteraksi dan hubungan fasa antara keduanya. Torque dapat dihitung dengan
Equation (12-3).
dimana
Selama operasi normal, K, , dan cos adalah konstan, sehingga torque
berbanding lurus dengan arus rotor. Arus rotor meningkat dengan proporsi yang sama
dengan slip. Perubahan torque terhadap slip menunjukkan bahwa begitu slip naik dari
nol hingga –10%, torque naik secara linier. Begitu torqu e dan slip naik melebihi
torque beban penuh, maka torque akan mencapai harga maksimum sekitar 25% slip.
Torque maksimum disebut breakdown torque motor. Jika beban dinaikkan melebihi
titik ini, motor akan stall dan segera berhenti. Umumnya, breakdown torque
bervariasi dari 200 hingga 300% torque beban penuh. Torque awal ( starting torque)
adalah nilai torque pada 100% slip dan normalny 150 hingga 200% torque beban
penuh. Seiring dengan pertambahan kecepatan dari rotor, torque akan naik hingga
breakdown torque dan turun mencapai nilai yang diperlukan untuk menarik beban
motor pada kecepatan konstan, biasanya antara 0 – 10%. Gambar berikut
menunjukkan karakteristik Torque terhadap slip.
3.4. Motor Satu Fasa
Jika dua belitan stator dengan impedansi ya ng tidak sama dipisahkan sejauh 90
derajat listrik dan terhubung secara parallel ke sumber satu fasa, medan yang
dihasilkan akan tampak berputar. Ini disebut dengan pemisahan fasa (phase splitting).
Pada motor fasa terpisah (split-phase motor), dipergunakanlah lilitan starting untuk
penyalaan. Belitan ini mempunyai resistansi yang lebih tinggi dan reaktansi yang
lebih rendah dari belitan utama. Jika tegangan yang sama V T dikenakan pada belitan
starting dan utama, arus pada belitan utama (IM) tertinggal dibelakang arus pada
belitan starting (IS). Sudut antara kedua belitan mempunyai beda fasa yang cukup
untuk menimbulkan medan putar untuk menghasilkan torque awal (starting torque).
Ketika motor mencapai 70 hingga 80% dari kecepatan sinkron, sakl ar sentrifugal
pada sumbu motor membuka dan melepaskan belitan starting. Motor satu fasa
biasanya digunakan untuk aplikasi kecil seperti peralatan rumah tangga (contoh mesin
pompa).
3.5. Motor Sinkron
Motor sinkron serupa dengan motor induksi pad a mana keduanya mempunyai belitan
stator yang menghasilkan medan putar. Tidak seperti motor induksi, motor sinkron
dieksitasi oleh sebuah sumber tegangan dc di luar mesin dan karenanya
membutuhkan slip ring dan sikat (brush) untuk memberikan arus kepada ro tor. Pada
motor sinkron, rotor terkunci dengan medan putar dan berputar dengan kecepatan
sinkron. Jika motor sinkron dibebani ke titik dimana rotor ditarik keluar dari
keserempakannya dengan medan putar, maka tidak ada torque yang dihasilkan, dan
motor akan berhenti. Motor sinkron bukanlah self-starting motor karena torque hanya
akan muncul ketika motor bekerja pada kecepatan sinkron; karenanya motor
memerlukan peralatan untuk membawanya kepada kecepatan sinkron.
Motor sinkron menggunakan rotor belitan. Jen is ini mempunyai kumparan yang
ditempatkan pada slot rotor. Slip ring dan sikat digunakan untuk mensuplai arus
kepada rotor.
Penyalaan Motor Sinkron
Sebuah motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor dc pada satu sumbu.
Ketika motor mencapai kecepatan sinkron, arus AC diberikan kepada belitan stator.
Motor dc saat ini berfungsi sebagai generator dc dan memberikan eksitasi medan dc
kepada rotor. Beban sekarang boleh diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron
seringkali dinyalakan dengan menggunakan b elitan sangkar tupai (squirrel-cage)
yang dipasang di hadapan kutub rotor. Motor kemudian dinyalakan seperti halnya
motor induksi hingga mencapai –95% kecepatan sinkron, saat mana arus searah
diberikan, dan motor mencapai sinkronisasi. Torque yang diperluk an untuk menarik
motor hingga mencapai sinkronisasi disebut pull-in torque.
Seperti diketahui, rotor motor sinkron terkunci dengan medan putar dan harus terus
beroperasi pada kecepatan sinkron untuk semua keadaan beban. Selama kondisi tanpa
beban (no-load), garis tengah kutub medan putar dan kutub medan dc berada dalam
satu garis (gambar dibawah bagian a). Seiring dengan pembebanan, ada pergeseran
kutub rotor ke belakang, relative terhadap kutub stator (gambar bagian b). Tidak ada
perubahan kecepatan. Sudut antara kutub rotor dan stator disebut sudut torque .
Gambar sudut torque ( torque angle)
Jika beban mekanis pada motor dinaikkan ke titik dimana rotor ditarik keluar dari sinkronisasi
, maka motor akan berhenti. Harga maksimum torque sehingga motor tetap bekerja
tanpa kehilangan sinkronisasi disebut pull-out torque.
4. GENERATOR AC (ALTERNATOR)
Hampir semua tenaga listrik yang dipergunakan saat ini bekerja pada sumber tegangan bolak
balik (ac), karenanya, generator ac adalah alat yang paling penting untuk menghasilkan
tenaga listrik. Generator ac, umumnya disebut alternator, bervariasi ukurannya sesuai dengan
beban yang akan disuplai. Sebagai contoh, alternator pada PLTA mempuny ai ukuran yang
sangat besar, membangkitkan ribuan kilowatt pada tegangan yang sangat tinggi. Contoh
lainnya adalah alternator di mobil, yang sangat kecil sebagai perbandingannya. Beratnya
hanya beberapa kilogram dan menghasilkan daya sekitar 100 hingga 200 watt, biasanya pada
tegangan 12 volt.
Sumber lain : http://www.rowand.net/Shop/Tech/AlternatorGeneratorTheory.htm
4.1. Dasar-dasar Generator AC
Berapapun ukurannya, semua generator listrik, baik ac maupun dc, bergantung
kepada prinsip induksi magnet. EMF diinduksikan dalam sebuah kumparan sebagai
hasil dari (1) kumparan yang memotong medan magnet, atau (2) medan magnet yang
memotong sebuah kumparan. Sepanjang ada gerak relative antara sebuah konduktor
dan medan magnet, tegangan akan diinduksikan dalam konduktor. Bagian generator
yang mendapat induksi tegangan adalah armature. Agar gerak relative terjadi antara
konduktor dan medan magnet, semua generator haruslah mempunyai dua bagian
mekanis yaitu rotor dan stator.
ROTATING-ARMATURE ALTERNATOR
Alternator armature bergerak ( rotating-armature alternator) mempunyai konstruksi
yang sama dengan generator dc yang mana armature berputar dalam sebuah medan
magnet stasioner. Pada generator dc, emf dibangkitkan dalam belitan armature dan
dikonversikan dari ac ke dc dengan menggunakan komutator (sebagai penyearah).
Pada alternator, tegangan ac yang dibangkitkan tidak diubah menjadi dc dan
diteruskan kepada beban dengan menggunakan slip ring. Armature yang bergerak
dapat dijumpai pada alternator untuk daya r endah dan umumnya tidak digunakan
untuk daya listrik dalam jumlah besar.
ROTATING-FIELD ALTERNATORS
Alternator medan berputar mempunyai belitan armature yang stasioner dan sebuah
belitan medan yang berputar. Keuntungan menggunakan system belitan armature
stasioner adalah bahwa tegangan yang dihasilkan dapat dihubungkan langsung ke
beban.
Jenis armature berputar memerlukan slip ring dan sikat untuk menghantarkan arus
dari armature ke beban. Armature, sikat dan slip ring sangat sulit untuk diisolasi, dan
percikan bunga api dan hubung singkat dapat terjadi pada tegangan tinggi.
Karenanya, alternator tegangan tinggi biasanya menggunakan jenis medan berputar.
Karena tegangan yang dikenakan pada medan berputar adalah tegangan searah yang
rendah, problem yang dijumpai pada tegangan tinggi tidak terjadi.
Armature stasioner, atau stator, pada alternator jenis ini mempunyai belitan yang
dipotong oleh medan putar (rotating magnetic field). Tegangan yang dibangkitkan
pada armature sebagai hasil dari aksi potong ini adal ah tegangan ac yang akan
dikirimkan kepada beban.
Stator terdiri dari inti besi yang dilaminasi dengan belitan armature yang melekat
pada inti ini.
Sumber : http://www.adtdl.army.mil/cgi-bin/atdl.dll/fm/55-509-1/Ch13.htm
4.2. Fungsi-Fungsi Komponen Alternator
Secara umum generator ac medan berputar terdiri atas sebuah alternator dan sebuah
generator dc kecil yang dibangun dalam satu unit. Keluaran dari alternator merup akan
tegangan ac untuk menyuplai beban dan generator dc dikenal sebagai exciter untuk
menyuplai arus searah bagi medan putar.
Gambar generator ac dan schematic -nya
Exciter adalah sebuah generator dc eksitasi sendiri dengan belitan shunt. Medan exciter
menghasilkan intensitas fluks magnetic antara kutub -kutubnya. Ketika armature exciter berotasi
dalam fluks medan exciter, tegangan diinduksikan dalam belitan armature exciter. Keluaran dari
komutator exciter dihubungkan melalui sikat dan slip ring ke medan alternator. Karena arusnya
adalah arus searah, maka arus selalu mengalir dalam satu arah melalui medan alternator.
Sehingga, medan magnet dengan polaritas tetap selalu terjadi sepanjang waktu dalam belitan
medan alternator. Ketika alternator diputar, fluk s magnetiknya dilalukan sepanjang belitan
armature alternator. Tegangan bolak balik pada belitan armature generator ac dihubungkan ke
beban melalui terminal.
PRIME MOVER (Penggerak Utama)
Semua generator, besar dan kecil, ac dan dc, membutuhkan sebuah sumb er daya mekanik untuk
memutar rotornya. Sumber daya mekanis ini disebut prime mover. Prime mover dibagi dalam
dua kelompok yaitu untuk high-speed generator dan low-speed generator. Turbin gas dan uap
pada PLTG dan PLTU adalah penggerak utama berkecepatan t inggi sementara mesin
pembakaran dalam (internal combustion engine), air pada PLTA dan motor listrik dianggap
sebagai prime mover berkecepatan rendah.
Jenis prime mover memainkan peranan penting dalam desain alternator karena kecepatan pada
mana rotor diputar menentukan karakteristik operasi dan konstruksi alternator.
ROTOR ALTERNATOR
Ada dua jenis rotor yang digunakan untuk alternator medan berputar yaitu turbine-driven dan
salient-pole rotor. Jenis turbine-driven digunakan untuk kecepatan tinggi dan salie nt-pole untuk
kecepatan rendah. Belitan pada turbine -driven rotor disusun sedemikian rupa sehingga
membentuk dua atau empat kutub yang berbeda. Belitan -belitan tersebut dilekatkan erat -erat di
dalam slot agar tahan terhadap gaya sentrifugal pada kecepatan tinggi.
Salient-pole rotor seringkali terdiri dari beberapa kutub yang dibelit terpisah, dibautkan pada
kerangka rotor. Salient-pole rotor mempunyai diameter yang lebih besar dari turbine -driven
rotor. Pada putaran per menit yang sama, salient -pole memiliki gaya sentrifugal yang lebih besar.
Untuk menjaga keamanan dan keselatan sehingga belitannya tidak terlempar keluar mesin,
salient-pole hanya digunakan pada aplikasi keceparan rendah.
4.3. Karakteristik Alternator dan Batasannya
Alternator di-rating berdasarkan tegangan yang dihasilkannya dan arus maksimum
yang mampu diberikannya. Arus maksimum tergantung kepada rugi -rugi panas dalam
armature. Rugi panas ini (rugi daya I 2R) akan memanaskan konduktor, dan jika
berlebihan akan merusak isolasi. Karenanya, alternator di-rating sesuai dengan arus
ini dan tegangan keluarannya – dalam volt-ampere atau untuk skala besar dalam
kilovolt-ampere.
Informasi mengenai kecepatan rotasinya, tegangan yang dihasilkan, batas arusnya dan
karakteristik lainnya biasanya ditempelkan pada badan mesin – nameplate.
4.4. Frekuensi
Frekuensi keluaran dari tegangan alternator tergantung kepada kecepatan rotasi dari
rotor dan jumlah kutubnya. Semakin cepat, semakin tinggi pula frekuensinya.
Semakin lambat, semakin rendah pula frekuensinya. Semakin banyak kutub pada
rotor, semakin tinggi pula frekuensinya pada kecepatan tertentu.
Ketika rotor telah berotasi beberapa derajat sehingga dua kutub berdekatan (utara dan
selatan) telah melewati satu belitan, tegangan yang d iinduksikan dalam belitan
tersebut akan bervariasi hingga selesai satu siklus. Untuk suatu frekuensi yang
ditentukan, semakin banyak jumlah kutub, semakin lambat kecepatan putaran. Prinsip
ini dapat dijelaskan sebagai berikut, misalkan; sebuah generator du a kutub harus
berotasi dengan kecepatan empat kali lipat dari kecepatan generator delapan kutub
untuk menghasilkan frekuensi yang sama dari tegangan yang dibangkitkan. Frekuensi
pada semua generator ac dalam satuan hertz (Hz), yaitu banyaknya siklus per de tik,
berkaitan dengan jumlah kutub dan kecepatan rotasi sesuai dengan persamaan
berikut:
dimana P adalah jumlah kutub, N adalah kecepatan rotasi dalam revolusi per menit
(rpm) dan 120 adalah sebuah konstanta untuk konversi dari menit ke detik dan dari
jumlah kutub ke jumlah pasangan kutub. Sebagai contoh, sebuah alternator dua kutub,
3600 rpm mempunyai frekuensi 60 Hz, ditentukan sebagai berikut:
Sebuah generator empat kutub dengan kecepatan 1800 rpm juga bekerja pada
frekuensi 60 Hz.
Sebuah generator enam kutub 500 rpm mempunyai frekuensi
Sebuah generator 12 kutub dengan kecepatan 4000 rpm mempunyai frekuensi
4.5. Pengaturan Tegangan
Sebagaimana yang telah kita lihat, ketika beban pada generator berubah, tegangan
terminal pun ikut berubah. Besarnya perubahan tergantung pada desain generator.
Pengaturan tegangan pada sebuah alternator adalah perubahan tegangan dari beban
penuh ke tanpa beban, dinyatakan sebagai persentase tegangan beban penuh, ketika
kecepatan dan arus medan dc tetap konstan .
Anggap bahwa tegangan tanpa beban generator adalah 250 volt dan tegangan beban
penuh adalah 220 volt. Persen regulasi adalah:
Untuk diingat, bahwa semakin kecil persentase regulasi, semakin baik pula
regulasinya untuk kebanyakan aplikasi.
4.6. Prinsip Pengaturan Tegangan AC
Di dalam sebuah alternator, tegangan bolak balik diinduksikan dalam belitan
armature ketika medan magnet melewati belitan ini. Besarnya tegangan yang
diinduksikan ini tergantung kepada tiga hal yaitu: (1) jumlah konduktor dengan
hubungan seri pada setiap belitan, (2) kecepatan (rpm generator) pada mana medan
magnet memotong belitan, dan (3) kekuatan medan magnet. Salah satu dari factor ini
dapat digunakan untuk pengaturan tegangan yang diinduksikan dalam belitan
alternator.
Jumlah belitan, tentu saja tidak berubah tetap ketika alternator diproduksi. Juga, jika
frekuensi keluaran harus konstan, maka kecepatan medan putar haruslah konstan
pula. Ini mengakibatkan penggunaan rpm alternator untuk pengaturan tegangan
keluaran menjadi tidak diperbolehkan.
Sehingga, metode praktis untuk melakukan pengaturan tegangan adalah dengan
mengatur kekuatan medan putar. Kekuatan medan elektromagnetik ini dapat berubah
seiring dengan perubahan besarnya arus yang mengalir melalui kumparan medan . Ini
dapat dicapai dengan mengubah -ubah besarnya tegangan yang dikenakan pada
kumparan medan.
4.7. Operasi Paralel Alternator
Alternator dapat dihubungkan secara parallel untuk (1) meningkatkan kapasitas
keluaran dari suatu system melebihi apa y ang didapat dari satu unit, (2) berfungsi
sebagai daya cadangan tambahan untuk permintaan yang suatu ketika bertambah, atau
(3) untuk pemadaman satu mesin dan penyalaan mesin standby tanpa adanya
pemutusan aliran daya.
Ketika alternator-alternator yang sedang beroperasi pada frekuensi dan tegangan
terminal yang berbeda, kerusakan parah dapat terjadi jika alternator -alternator
tersebut secara mendadak dihubungkan satu sama lain pada satu bus yang sama (satu
titik hubung). Untuk menghindari ini, mesin -mesin tersebut harus disinkronkan
dahulu sebelum disambungkan bersama -sama. Ini dapat dicapai dengan
menghubungkan satu generator ke bus (bus generator), dan mensinkronkan generator
lainnya sebelum keduanya disambungkan. Generator dikatakan sinkron jika
memenuhi kondisi berikut:
1. Tegangan terminal yang sama. Diperoleh dengan menyetel kekuatan medan bagi
generator yang hendak masuk ke dalam rangkaian (disambungkan).
2. Frekuensi yang sama. Diperoleh dengan menyetel kecepatan prime mover dari
generator yang hendak disambungkan.
3. Urutan fasa tegangan yang sama.
Referensi:
Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya – ZUHAL
http://www.tpub.com/neets/book5/17.htm
http://www.tpub.com/doeelecscience/electricalscience2143.htm

start up N2 KDM

2008-10-13T22:07:00.000-07:00

PT. KALTIM DAYA MANDIRI

PETUNJUK OPERASI

NITROGEN GENERATOR

UTILITY CENTER

DAFTAR ISI

I. Penjelasan Umum Nitrogen Generator .

1.1. Penjelasan Proses

1.2. Fungsi Unit-unit Utama

II. Pengoperasian

11.1. Persiapan Start Up

11.2. Start Up

11.3. Shut Down

11.4. Interlock

III. Standar Managemen Operasi

IV. Petunjuk Trouble Shooting

V. Diagram Alir Program Start Up dan Shut Down

VI. Lampiran

- P&l Diagram PSA Nitrogen Generator

1. PENJELASAN UMUM NITROGEN GENERATOR
1.1. Penjelasan Proses

Unit ini memproduksi gas nitrogen dari udara dengan menggunakan adsorbent, yang disebut MSC (Molecular Sieving Carbon). Adsorbent MSC ini mempunyai sifat-sifat kinetis yang dapat meng-adsorbs (menyerap) oksigen lebih cepat dari pada nitrogen pada umumnya, adsorbent meng-adsorbs gas pada kondisi bertekanan (pressurizze dan men-desorbs (melepaskan) gas pada kondisi tidak bertekanan (depressurized).

Unit ini mempunyai dua adsorber (adsorbent columus) yang berisi adsorbent. Saat sebuah adsorber diberi tekanan oleh udara, adsorbent menyerap oksigen lebih dari nitrogen selama waktu tertentu. Sebagai hasilnya oksigen dipisahkan dari udara dan nitrogen dengan konsentrasi tinggi keluar dari adsorber. Proses ini disebut "Tahap Adsorbsi".

Adsorber lainnya diturunkan tekanannya ke tekanan atmosfir dan men-desorbs (melepaskan) gas yang telah diadsorhs pada tahap adsorbsi sebelumnya. Poses in disebut " Tahap Regenerasi ". Selama tahap regenerasi, adsorber di-purge oleh sebagian produk nitrogen agar aktif lagi untuk absorbsi selanjutnya. Tahap adsorbsi dan tahap regenerasi berlangsung bergantian selama waktu tertentu.

Diantara kedua tahap tersebut, gas bertekanan di dalam adsorber pada akhir tahap adsorbso dialirkan ke dalam adsorber lainnya yang telah selesai tahap regenerasi selama waktu yang singkat melalui line yang menghubungkan keduanya. Proses ini disebut "Tahap Penyamaan Tekanan" ("Pressure Equalization Step").

Tahap-tahap diatas membentuk siklus operasi sebagai berikut:

1. Adsorbsi (vessel lainnya regenerasi)

2. Reduksi & Equalize Tekanan (vessel lainnya applied dan regenerasi)

3. Regenerasi (vessel lainnya adsorbs)

4. Applied dan Equalize Tekanan (vessel lainnya reduksi dan equalizer tekanan)

1.2. Fungsi Unit-unit Utama

1.2.1. Pro Filter (18-Z-301-F1 A/B)

Fungsi pre filter adalah menyaring service air (SA) dan menghilangkan debu serta untuk drain air dari udara service ini.

Air (moisture contained) di dalam udara (SA) terkondensasi, terkumpul dalam drain Separator dan dibuang keluar.

Perhatian !!

Depress pemipaan dan vessel-vessel sebelum memeriksa dan memasukinya ,untuk menghindari kecelakaan,

1.2.2. Adsorber Tank (18-Z-301-T1 A/B)

Adsorber Tank diisi dengan desiccant pada bagian bawah untuk menyerap kadar air (moisture) di dalam udara service dan MSC. Pada bagian atas untuk menyerap oksigen, CO₂ di dalam udara service.

Nitrogen yang tidak terserap diambil sebagai produk keluar dari atas Adsorber Tank. Adsorber diregenerasi dengan cara di-depress ke atmosfir dan melepaskan gas-gas yang teradsorbsi.

I-2.3. N₂ Receiver Tank (18-Z-301-T2)

Gas N₂ yang dikirim dari Adsorber Tank akan selalu berubah tekanan dan purity-nya selama tahap adsorbsi. Oleh karena itu, N₂ receiver berfungsi sebagai penyimpan unstable gas, menstabilkan tekanan dan purity dari produk gas N₂.

I-2.4. Product Filter (18-Z-301-F2 A/B)

Fungsi produk filter adalah menyaring produk gas N₂ dan menghilangkan debu.

1.2.5. Blow Silencer (18-Z-301-X1)

Blow silencer berfungsi untuk mengurangi noise (meredam suara) yang ditimbulkan pada waktu pengeluaran sebagian produk gas N₂bila purity (kemurnian) N₂produk rendah.

I-2.6. Exhaust Silencer (18-Z-301-X2)

Exhaust silencer berfungsi untuk mengurangi noise (meredam suara) yang terjadi saat pengeluaran exhaust gas yang kaya dengan O₂ pada awal tahap regenerasi. (Pada akhir tahap regenerasi, exhaust gas yang kaya N₂ dibuang melalui exhaust silencer).

2. PENGOPERASIAN.
2.1. Persiapan Start-Up

1) Konfirmasi Posisi Valve

A. Yakinkan valve-valve berikut terbuka :

(1) Instrument stop valve

- Untuk pressure gauge/switches (X101, X106, X107, X108, X113, X116, X129)

- Untuk Diff pressure Indicators (X102, X105, X109, X112)

- Untuk Flow Meter (X114, X115)

(2) Sampling gas stop valve dari Analyzer (X117)

(3) Service air inlet valve (A001)

(4) Product Nitrogen outlet valve (A113)

(5) Stop valves untuk filter (bila menggunakan filter) (A002, A003, A108, A109).

Bila valve-valve ini sudah terbuka, kita tidak perlu mengoperasikannya lag! secara normal. Bila filter B yang digunakan, buka valve A005, A006, A110, A111.

B. Yakinkan valve-valve berikut tertutup :

(1) Instrument Air Stop Valve (A302)

(2) By pass valve untuk gas produk (A115)

2) Konfirmasi Power Supply dan switch

(1) Pertama-tama, check apakah power listrik untuk operation board telah masuk, lampu utama yang terdapat di bagian atas local control panel (LP-01) harus menyala pada kondisi ini.

(2) Buka pintu local control panel (LP-01) dan on-kan semua breaker-breaker.

(3) Yakinkan switch berikut ini :

"PURITY INTERLOCK" Switch ......... "ON"

!!Perhatian

- Jaga switch ini "ON" selama normal operas!

- Oksigen analyzer (18-AT-3101) tidak bisa dikalibrasi dengan gas produk dan alarm "N2 produk low Purity" tidak akan muncul bila purity interlock switch posisi "OFF"

II. 2. Start Up

• Tekan push button PSA "Start"

Gas produk akan dikirimkan setelah 10 menit dari start up, bila purity gas produk memenuhi kondisi-kondisi berikut : - Konsentrasi oksigen dalam gas produk <>2 Dew point gas produk < -53°C

• Product blow valve (18-2-3102) akan terbuka untuk mengeluarkan sebagian dari gas produk melalui blow silencer (18-Z-301-X1), bila purity gas produk abnormal setelah 10 menit dari start up. Pada waktu itu, oebuah lampu alarm akan menyala dan alarm buzzer akan berbunyi. Tunggu sampai purity menjadi baik dengan pengeluaran sebagian gas produk ini.

• . Gas Produk akan switch dari pembuangan ke service bila push button "Buzzer Stop" ditekan dan tekan "Reset" setelah produk menjadi baik. Bahkan bila purity jatuh pada waktu service, anda harus melakukan prosedur yang sama setelah memeriksa kondisi ini.

• Setelah mulai penyuplai gas produk, konsentrasi N₂ akan drop sementara dan akan naik pelan-pelan. Kondisi ini mungkin membutuhkan waktu lebih dari satu jam agar tercapai konsentrasi yang stabil. Pada kasus start up setelah stop lama, akan membutuhkan waktu yang lebih lama untuk mencapai konsentrasi stabil.

11.3. Shut Down

Tekan push button PSA "Stop"

Kedua Adsorber akan dibuang gasnya selama 10 menit setelah di stop, kemudian

semua switching valves tertutup.

(1) Stop jangka pendek (beberapa jam)

Jaga power supply tetap "ON" untuk local control panel

(2) Stop jangka panjang

Setelah 10 menit dari mulai stop, off kan power listrik untuk local control panel 1P-01)-

11.4. Interlock

(1) Alarm "PLC failure"

Bila tegangan (voltage) battery PLC (Sequancer) jatuh, "lampu alarm" PLC
FAILURE" pada local control panel (LP-01) akan menyala. Untuk kasus seperti ini,
hubungi penyuplai battery. ' • •

(2) Alarm "S-V-Fuse Break Out"

Bila sekring (fuse) untuk solenoid valve-valve (SVF/I-SVF/II) putus, lampu alarm "SV Fuse Break Out" (merah) pada local control panel (LP-01) akan menyala ganti fuse yang baru.

(3) Alarm "Instrument Air Low Pressure" •

Bila tekanan instrument air lebih rendah dari pada set point, (IA set : 4 kg/cm²g ), generator ini akan shut down. Pada saat itu, lampu alarm "Instrument Air Low Pressure" (merah) pada local control panel akan menyala dan alarm buzzer berbunyi.

Bila ingin me-restart generator, pertama tama yakinkan bahwa instrument air telah tersedia Kemudian tekan push buttom "Reset" (bila buzzer berbunyi, tekan juga push buttom "buzzer stop") dan tekan lagi push buttom "start".

(4) Alarm "Service Air Low Pressere"

Pada kasus service air (udara sercvice) tidak tersuplai ke unit PSA (18-Z-301) atau flow rate service air berkurang selama generator running, bila tekanan service air lebih rendah dari pada set point (PA set : 2,0 kg/cm²g), unit akan shut down. Pada saat itu lampu alarm "SERVICE AIR LOW PRESSURE" (merah) pada local control panel (LP-01) akan menyala dan alarm buzzer berbunyi.

Bila ingin me-restart unit, yakinkan dulu service air telah tersuplai normal, kemudian tekan penuh push buttom "Reset" (bila buzzer berbunyi, tekan juga push buttom "Buzzer stop" ) lalu tekan push buttom "start".

(5) Alarm "Service Air High Temperature"

Pada kasus temperatur service air naik lebih tinggi dari pada set point (TA set : 50°C), unit ini akan shut down. Pada waktu itu, lampu alarm "SERVICE AIR HIGH TEMPERATURE" (merah) di LP-01 akan menyala dan alarm buzzer berbunyi.

Bila ingin me-restart generator, pertama-tama yakinkan temperatur service air rendah, kemudian tekan push buttom "RESET" (tekan juga "Buzzer Stop", bila buzzer berbunyi) lalu tekan "Start".

(6) Alarm "N2 Product Low Purity"

Pada kasus purity (kemurnian) N₂ produk turun (konsentrasi O₂ > 999 ppm), N₂generator ini akan men-stop suplai gas produk dan membuangnya melalui blow

, silencer. Pada waktu itu lampu alarm "N₂ PRODUCT LOW PURITY" (merah) pada LP-01 akan menyala dan alarm buzzer berbunyi. N₂ generator tetap running. Alarm byzzer akan berhenti berbunyi dengan menekan "buzzer stop". Ambil tindakan untuk mengatasi situasi ini dengan mencari penyebab turunnya purity.

Tekan push buttom "reset" setelah meyakinkan purity telah baik lagi, maka gas produk akan di switch dari release ke service. Pada waktu itu matikan lampu alarm. Walaupun purity gas N₂ telah membaik, gas produk tidak akan di switch ke service kembali tanpa menekan push buttom "reset".

(7) Alarm "Dew Point Abnormal"

Pada kasus purity N₂ produk turun (dew point naik > 53°C), nitrogen generator akan men-stop supiai gas produk dan membuangnya melalui blow silencer. Pada saat itu lampu alarm "DEW POINT ABNORMAL".

Pada LP-01 akan menyala (merah) dan alarm buzzer berbunyi. N2 generator ini tetap running. Alarm buzzer akan berhenti berbunyi dengan menekan "Buzzer Stop". Ambil tindakan untuk mengatasi keadaaan ini dengan meneliti penyebabnya. Tekan "Reset" setelah yakin purity kembali baik dan gas produk akan switch dari relaase ke service. Lalu matikan lampu alarm.

(8) Alarm "Pre Filter A/B High Differential Pressure".

Pada kasus naiknya differential pressure pre-filter (18-Z-301-F1A/B) melebihi set point (PPA set : 0,3 kg/cm²g), unit ini akan shut down. Pada saat itu, lampu alarm (merah) "PRE FILTER-A HIGH DIFFENTIAL PRESSURE" atau "PRE FILTER -B HIGH DIFFENTIAL PRESSURE" di LP-01 akan menyala dan alarm buzzer berbunyi.

Bila ingin merestart Nitrogen generator, pertama kali yakinkan semua prefilter normal, kemudian tekan "reset" (tekan juga "Buzzer Stop" bila berbunyi), lalu tekan "start".

III. STANDARD MANAGEMEN OPERASI

Item Managemen

Nilai Normal

Frek. Pengecekan

Keterangan

Harian

Bulanan

Tekan Adsorber

18-PI-3105

18-PI-3106

0-8,0

kg/cm^?g

Tekanan N2 Recievier

7,0-8,0 kg/cm^g

Tekanan Gas Produk

18-PI-3108

> 7,0 kg/cm'g

Flow Gas Produk

18-PI-3101

300 Nm°/J

Pre Filter Diff. Press

18-PDI-3103

18-PDI-3104

Masa pakai yang direkomendasi : DP >0,3 kg/cm²g atau 1 tahun operas!

Product Filter Diff. Press

18-PDI-3108

18-PDI-3109

t "

Masa pakai yang direkomendasi DP > 0,3 kg/cm^zg atau 1 tahun operas!

Tekanan Analyzer sample gas (18-PCV-3103)

0,3 kg/cri^g

Flow Sampling untuk

18-AT-3101

18-AT-3102

200 ml/menit 1,0 l/menit

IV. PETUNJUK TROUBLE SHOOTING

Kejadian

Penyebab

Tindakan

Tak bisa distant

1. Power listrik tidak on

2. Switch PLC run "off

3. PLC trouble

- Check power supply

- Ubah switch PLC run ke "ON"

- Check dan perbaiki

Berhenti

1. Power listrik stop suplai

2. Breaker off karena over current

3. PLC mati krn tegangan / voltage
battery turun

4. PLC trouble

5. Service air (SA) stop suplai

6. Instr. air stop suplai

7. Temp. SA tinggi

8. Diffrential pressure pre filter tinggi

9. Sekring (fuge) SV putus

- Re-start setelah power ada

- Check sistem electric

- Check power suplay & battery

- Check dan repair

- Re-start setelah tersuplai

- Turunkan temperatur SA

- Switch ke filter stand by dan ganti elemen pre-filter yang rusak

- Ganti fuse

tidak

Produk

1. Start berlangsung dalam 10 menit

2. Tidak ada produk yang digunakan

3. Purity produk j'atuh (lebih dari 999 ppm 0₂ atau lebih dari -53°C dew point

4. Pengaruh down stream unit PSA

5. Tekanan service air turun

6. Tekanan instr. air turun

7. Temp. SA tinggi

8. Diff. Pressure pre filter tinggi

- Tunggu sampai 1C) menit

- Check kebutuhan N2 user-user

- Check purity

- Check pemakaian N2 setelah unit PSA dan line back up

- Cehck service air

- Check IA

- Turunkan temp. SA Switch ke filter stand by dan ganti elemen pre-filter yang trouble

Purity turun / dew point ab-normal

1. Flow produk berlebihan

2. Purity berubah secara tiba-tiba setelah start

3. Flow analyzer sampling berubah

'I. Naiknya temp, atmosfir

5. Flow service air turun

6. Tekanan turun krn filter tertutup

7. Analyzer trouble

8. Swtiching valve trouble

9. Check valve trouble

10. Performance anjlok karena MSC kemasukan air

- Check flow produk

- Tunggu sampai purity stabil

- Check flow & tekanan

sampling

- Check temp, udara luar dan

buka ventilasi

- Check suplai SA

- Check dan ganti elemen

- Check / perbaiki

- Perbaiki / ganti

- Check dan perbaiki auto drain

Fekanan abnormal

1. Pengaruh dari down stream unit PSA

2. Penurunan tekanan dalam N2 receiver tank

3. Tekanan turun karena filter tertutup

4. Pressure reducing valve (PRV) trouble

5. Flow service air turun

- Check pemakaian N2 setelah PSA unit dan line back up

- Check kebocoran

- Check dan ganti elemen

Catatan : Untuk mencegah trouble, periksa generation ini sesuai dengan petunjuk operasi setiap peralatan.

V. DIAGRAM ALIR PROGRAM START UP DAN SHUT DOWN

A. PROGRAM START UP

Catatan :

Waktu untuk setiap saat di atas merupoakan nila setting dari pabrik pembuat (initial). Waktu-waktu ini dapat dimnodifikasi pada saat commissionong N2 Generator.

B. PROGRAM SHUT DOWN

Catatan :

Waktu untuk setipa tahap di atas adalah nilai setting dari pabrik pembuat (nilai initial). Waktu-waktu ini dapat di modifilkasi pada saat commissionong N2 generator.

sistim control plc

2008-10-12T15:22:00.001-07:00

1. Pendahuluan
Sistem kontrol proses terdiri atas sekumpulan piranti-piranti dan peralatanperalatan
elektronik yang mampu menangani kestabilan, akurasi, dan
mengeliminasi transisi status yang berbahaya dalam proses produksi. Masingmasing
komponen dalam sistem kontrol proses tersebut memegang peranan
pentingnya masing-masing, tidak peduli ukurannya. Misalnya saja, jika sensor tidak
ada atau rusak atau tidak bekerja, maka sistem kontrol proses tidak akan tahu apa
yang terjadi dalam proses yang sedang berjalan.
Sebuah PLC (kepanjangan Programmable Logic control) adalah sebuah alat yang
digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relay yang dijumpai pada
sistem kontrol proses konvensional. PLC bekerja dengan cara mengamati
masukan (melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan
Lisensi dokumen :
Copyright ã 2006 kelas-mikrokontrol.com
Seluruh dokumen di kelas-mikrokontrol.com dapat digunakan, dimodifikasi dan
disebarluaskan secara bebas untuk tujuan bukan komersil (nonpfrofit), dengan
syarat tidak menghapus atau merubah atribut penulis dan pernyataan copyright
yang disertakan dalam setiap dokumen. Tidak boleh melakukan penulisan ulang,
kecuali mendapat ijin terlebih dahulu dari kelas-mikrokontrol.com
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau
mematikan keluarannya (logika 0 atau 1, hidup atau mati). Pengguna membuat
program (yang umumnya dinamakan diagram tangga atau ladder diagram) yang
kemudian harus dijalankan oleh PLC yang bersangkutan, Dengan kata lain, PLC
menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada instrumen keluaran berkaitan
dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati.
PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya pada proses
pengepakan, penanganan bahan, perakitan, otomatis dan sebagainya. Dengan
kata lain, hampir semua aplikasi yang memerlukan kontrol listrik atau elektronik
membutuhkan PLC.
Guna memperjelas contoh penggunaan PLC ini, misalnya diinginkan saat suatu
saklar ON, akan digunakan untuk menghidupkan sebuah selenoida selama 5 detik,
tidak peduli berapa lama saklar tersebut ON. Kita bisa melakukan hal ini
menggunakan pewaktu atau timer. Tetapi bagaimana jika yang dibutuhkan 10
saklar dan 10 selenoida, maka kita akan membutuhkan 10 pewaktu. Kemudian
bagaimana jika kemudian dibutuhkan informasi berapa kali masing-masing saklar
dalam kondisi ON, tentu saja akan membutuhkan pencacah eksternal. Demikian
seterusnya, makin lama makin kompleks.
Dengan demikian, semakin kompleks proses yang harus ditangani, semakin
penting penggunaan PLC untuk mempermudah proses-proses tersebut (dan
sekaligus menggantikan beberapa alat yang diperlukan). Selain itu sistem kontrol
proses konvensional memiliki beberapa kelemahan, antara lain :
§ perlu kerja keras saat dilakukan pengkabelan
§ Kesulitan saat dilakukan penggantian dan/atau perubahan;
§ Kesulitan saat dilakukan pelacakan kesalahan;
§ Saat terjadi masalah, waktu tunggu tidak menentu dan biasanya lama.
Sedangkan penggunaan kontroler PLC memiliki beberapa kelebihan dibandingkan
dengan sistem kontrol konvesional, antara lain:
§ Dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional, jumlah kabel
yang dibutuhkan bisa berkurang hingga 80 %
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
§ PLC mengkonsumsi daya lebih rendah dibandingkan dengan sistem kontrol
proses konvensional (berbasis relay);
§ Fungsi diagnostik pada sebuah kontroler PLC membolehkan pendeteksian
kesalahan yang mudah dan cepat;
§ Perubahan pada aurutan operasional atau proses atau aplikasi dapat
dilakukan dengan mudah, hanya dengan melakukan perubahan atau
penggantian program, baik melalui terminal konsol maupun komputer PC;
§ Tidak membutuhkan spare part yang banyak;
§ Lebih murah dibandingkan dengan sistem konvensional, khususnya dalam
kasus penggunaan instrumen I/O yang cukup banyak dan fungsi operasional
prosesnya cukup kompleks;
§ Ketahanan PLC jauh lebih baik dibandingkan dengan relay auto-mekanik
2. Sejarah PLC
PLC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960-an. Alasan utama perancangan
PLC adalah untuk menghilangkan beban ongkos perawatan dan penggantian
sistem kontrol mesin berbasis relay. Bedford Associate (Bedford, MA) mengajukan
usulan yang diberi nama MODICON (kepanjangan Modular Digital controller) untuk
perusahaan-perusahaan mobil di Amerika. Sedangkan perusahaan lain
mengajukan sistem berbasis komputer (PDP-8). MODICON 084 merupakan PLC
pertama didunia yang digunakan pada produk komersil.
Saat kebutuhan produksi berubah maka demikian pula dengan sistem kontrol-nya.
Hal ini menjadi sangat mahal jika perubahannya terlalu sering. Karena relai
merupakan alat mekanik, maka, tentu saja, memiliki umur hidup atau masa
penggunaan yang terbatas, yang akhirnya membutuhkan jadwal perawatan yang
ketat. Pelacakan kerusakan atau kesalahan menjadi cukup membosankan jika
banyak relai yang digunakan. Bayangkakn saja sebuah panel kontrol yang
dilengkapi dengan monitor ratusan hingga ribuan relai yang terkandung pada
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
sistem kontrol tersebut. Bagaimana kompleks-nya melakukan pengkabelan pada
relai-relai tersebut. Bayangkan saja hal ini.
Dengan demikian "pengontrol baru" (the new controller) ini harus memudahkan
para teknisi perawatan dan teknisi lapangan melakukan pemrograman. Umur alat
harus menjadi lebih panjang dan program proses dapat dimodifikasi atau dirubah
dengan lebih mudah. Serta harus mampu bertahan dalam lingkungan industri yang
keras. Jawabannya ? Penggunaan teknik pemrograman yang sudah banyak
digunakan (masalah kebiasaan dan pada dasarnya bahwa 'people do not like to
change') dan mengganti bagian-bagian mekanik dengan teknologi solid-state (IC
atau mikroelektronika atau sejenisnya)
Pada pertengahan tahun 1970-an, teknologi PLC yang dominan adalah sekuenser
mesin-kondisi dan CPU berbasis bit-slice. Prosesor AMD 2901 dan 2903 cukup
populer digunakan dalam MODICON dan PLC A-B. Mikroprosesor konvensional
kekurangan daya dalam menyelesaikan secara cepat logika PLC untuk semua
PLC, kecuali PLC kecil. Setelah mikroprosesor konvensional mengalami perbaikan
dan pengembangan, PLC yang besar-besar mulai banyak menggunakan-nya.
Bagaimanapun juga, hingga saat ini ada yang masih berbasis pada AMD 2903.
Kemampuan komunikasi pada PLC mulai muncul pada awal-awal tahun 1973.
Sistem yang pertama adalah Modbus-nya MODICON. Dengan demikian PLC bisa
berkomunikasi dengan PLC lain dan bisa ditempatkan lebih jauh dari lokasi mesin
sesungguhnya yang dikontrol. Sekarang kemampuan komunikasi ini dapat
digunakan untuk mengirimkan dan menerima berbagai macam tegangan untuk
membolehkan dunia analog ikut terlibat. Sayangnya, kurangnya standarisasi
mengakibatkan komunikasi PLC menjadi mimpi buruk untuk protokol-protokol dan
jaringa-jaringan yang tidak kompatibel. Tetapi bagaimanapun juga, saat itu
merupakan tahun yang hebat untuk PLC.
Pada tahun 1980-an dilakukan usaha untuk menstandarisasi komunikasi dengan
protokol otomasi pabrik milik General Motor (General Motor's Manufacturring
Automation Protocol (MAP)). Juga merupakan waktu untuk memperkecil ukuran
PLC dan pembuatan perangkat lunak pemrograman melalui pemgromaman
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
simbolik dengan komputer PC daripada terminal pemrogram atau penggunaan
pemrogram genggam (handled programmer). Sekarang PLC terkecil seukuran
dengan sebuah kontrol relai tunggal (seperti produk ZEN Programmable Relay dari
Omron).
Tahun 1990- dilakukan reduksi protokol baru dan modernisasi lapisan fisik dari
protokol-protokol populer yang bertahan pada tahun 1980-an. Standar terakhir (IEC
1131-3), bisa diakses di http://www.plcopen.org/default.htm) berusaha untuk
menggabungkan bahasa pemrograman PLC dibawah satu standar internasional.
Sekarang bisa dijumpai PLC-PLC yang diprogram dalam diagram fungsi blok,
daftar instruksi, C dan teks terstruktur pada saat bersamaan.
3. Pendekatan sistematik dalam perancangan sistem kontrol Proses
Pertama, Anda perlu memilih suatu instrumen atau sistem yang hendak dikontrol;
Sistem yang terotomasi bisa berupa sebuah mesin atau suatu proses yang
kemudian disebut sebagai sistem kontrol proses. Fungsi dari sistem kontrol proses
ini secara terus-menerus akan mengamati sinyal-sinyal yang berasal dari pirantipiranti
masukan (sensor) dan tanggapanynya berupa suatu sinyal yang diberikan ke
piranti keluaran eksternal yang secara lagnsung mengontrol bagaimana suatu
sistem beroperasi atau bekerja.
Kedua, Anda perlu menentukan semua masukan dan keluaran yang akan
dihubungkan ke PLC; Piranti masukan dapat berupa saklar, sensor dan lain
sebagainya. Sedangkan piranti keluaran dapat berupa selenoida, kran
elektromagnet, motor, relai, starter magnet begitu juga dengan instrumen lain yang
bisa menghasilkan suara atau cahaya (lampu) dan lain sebagainya.
setelah menentukan kebutuhan semua piranti masukan dan keluaran dilanjutkan
dengan menentukan penggunaan jalur-jalur masukan dan keluaran pada PLC untuk
piranti-piranti masukan dan keluaran yang sudah ditentukan tadi.
Ketiga, membuat program yang lebih dikenal dengan diagram tangga (untuk PLC)
sesuai dengan jalannya proses yang diinginkan. Dalam hal ini bisa digunakan
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
terminal konsol yang langsung berhubungan dengna PLC yang bersangkutan atau
melalui komputer PC yang memiliki saluran komunikasi yang dibutuhkan untuk
mentransfer program dari komputer PC ke PLC maupun sebaliknya.
Keempat, program disimpan ke dalam PLC; baik dilakukan secara langsung
melalui terminal konsol maupun melalui komputer PC.
4. Komponen-komponen PLC
PLC sesungguhnya merupakan sistem mikrokontroler khusus untuk industri, artinya
seperangkat perangkat lunak dan keras yang diadaptasi untuk keperluan aplikasi
dalam dunia industri. Elemen-elemen dasar sebuah PLC ditunjukkan pada gambar
berikut
Gambar elemen-elemen dasar PLC
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
4.1. Unit Pengolah Pusat (CPU - Centarl Processing Unit)
Unit pengolah pusat atau CPU merupakan otak dari sebuah kontroler PLC. CPU itu
sendiri biasanya merupakan sebuah mikrokontroler (versi mini mikrokontroler
lengkap). Pada awalnya merupakan mikrokontroler 8-bit seperti 8051, namun saat
ini bisa merupakan mikrokontroler 16 atau 32 bit. Biasanya untuk produk-produk
PLC buatan Jepang, mikrokontrolernya adalah Hitachi dan Fujitsu, sedangkan
untuk produk Eropa banyak menggunakan Siemens dan Motorola untuk produkproduk
Amerika. CPU ini juga menangani komunikasi dengan piranti eksternal,
interkonektivitas antar bagian-bagian internal PLC, eksekusi program, manajemen
memori, mengawasi atau mengamati masukan dan memberikan sinyal ke keluaran
(sesuai dengan proses atau program yang dijalankan). Kontroler PLC memiliki
suatu rutin kompleks yang digunakan untuk memeriksa agar dapat dipastikan
memori PLC tidak rusak, hal ini dilakukan karena alasan keamanan. Hal ini bisa
dijumpai dengan adanya indikator lampu pada badan PLC sebagai indikator
terjadinya kesalahan atau kerusakan.
4.2. Memori
Memori sistem (saat ini banyak yang mengimplementasikan penggunaan teknologi
flash) digunakan oleh PLC untuk sistem kontrol proses. Selain berfungsi untuk
menyimpan "sistem operasi", juga digunakan untuk menyimpan program yang
harus dijalankan, dalam bentuk biner, hasil terjemahan diagram tangga yang dibuat
oleh pengguna atau pemrogram. Isi dari memori Flash tersebut dapat berubah
(bahkan dapat juga dikosongkan atau dihapus) jika memang dikehendaki seperti
itu. Tetapi yang jelas, dengan penggunaan teknologi Flash, proses penghapusan
dan pengisian kembali memori dapat dilakukan dengan mudah (dan cepat).
Pemrograman PLC, biasanya, dilakukan melalui kanal serial komputer yang
bersangkutan.
Memori pengguna dibagi menjadi beberapa blok yang memiliki fungsi khusus.
Beberapa bagian memori digunakan untuk menyimpan status masukan dan
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
keluaran. Status yang sesungguhnya dari masukan maupun keluaran disimpan
sebagai logika atau bilangan '0' dan '1' (dalam lokasi bit memori tertentu). Masingmasing
masukan dan keluaran berkaitan dengan sebuah bit dalam memori.
Sedangkan bagian lain dari memori digunakan untuk menyimpan isi variabelvariabel
yang digunakan dalam program yang dituliskan. Misalnya, nilai pewaktu
atau nilai ppencacah bisa disimpan dalam bagian memori ini.
4.3. Pemrograman PLC
Kontroler PLC dapat diprogram melalui komputer, tetapi juga bisa diprogram
melalui program manual, yang biasa disebut dengan konsol (console). Untuk
keperluan ini dibutuhkan perangkat lunak, yang biasanya juga tergantung pada
produk PLC-nya. Dengan kata lain, masing-masing produk PLC membutuhkan
perangkat sendiri-sendiri.
Saat ini fasilitas PLC dengan komputer sangat penting sekali artinya dalam
pemrograman-ulang PLC dalam dunia industri. Sekali sistem diperbaiki, program
yang benar dan sesuai harus disimpan ke dalam PLC lagi. Selain itu perlu
dilakukan pemeriksaan program PLC, apakah selama disimpan tidak terjadi
perubahan atau sebaliknya, apakah program sudah berjalan dengan benar atau
tidak. Hal ini membantu untuk menghindari situasi berbahaya dalam ruang produksi
(pabrik), dalam hal ini beberapa pabrik PLC telah membuat fasilitas dalam PLCnya
berupa dukungan terhadap jaringan komunikasi, yang mampu melakukan
pemeriksaan program sekaligus pengawasan secara rutin apakah PLC bekerja
dengan baik dan benar atau tidak.
Hampir semua produk perangkat lunak untuk memprogram PLC memberikan
kebebasan berbagai macam pilihan seperti: memaksa suatu saklar (masukan atau
keluaran) bernilai ON atau OFF, melakukan pengawasan program (monitoring)
secara real-time termasuk pembuatan dokumentasi diagram tangga yang
bersangkutan. Dokumentasi diagram tangga ini diperlukan untuk memahami
program sekaligus dapat digunakan untuk pelacakan kesalahan. Pemrogram dapat
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
memberikan nama pada piranti masukan dan keluaran, komentar-komentar pada
blok diagram dan lain sebagainya. Dengan pemberian dokumentasi maupun
komentar pada program, maka akan mudah nantinya dilakukan pembenahan
(perbaikan atau modifikasi) program dan pemahaman terhadap kerja program
diagram tangga tersebut.
4.4. Catu daya PLC
Catu daya listrik digunakan untuk memberikan pasokan catu daya ke seluruh
bagian PLC (termasuk CPU, memori dan lain-lain). Kebanyakan PLC bekerja pada
catu daya 24 VDC atau 220 VAC. Beberapa PLC catu dayanya terpisah (sebagai
modul tersendiri). Yang demikian biasanya merupakan PLC besar, sedangkan
yang medium atau kecil, catu dayanya sudah menyatu. Pengguna harus
menentukan berapa besar arus yang diambil dari modul keluaran/masukan untuk
memastikan catu daya yang bersangkutan menyediakan sejumlah arus yang
memang dibutuhkan. Tipe modul yang berbeda menyediakan sejumlah besar arus
listrik yang berbeda.
Catu daya listrik ini biasanya tidak digunakan untuk memberikan catu daya
langsung ke masukan maupun kelauran, artinya masukan dan keluaran murni
merupakan saklar (baik relai maupun opto isolator). Pengguna harus menyediakan
sendiri catu daya terpisah untuk masukan dan keluaran PLC. Dengan cara
demikian, maka lingkungan industri dimana PLC digunakan tidak akan merusak
PLC-nya itu sendiri karena memiliki catu daya terpisah antara PLC dengan jalurjalur
masukan dan keluaran.
4.5. Masukan-masukan PLC
Kecerdasan sebuah sistem terotomasi sangat tergantung pada kemampuan
sebuah PLC untuk membaca sinyal dari berbagai macam jenis sensor dan pirantipiranti
masukan lainnya. untuk mendeteksi proses atau kondisi atau status suatu
keadaan atau proses yang sedang terjadi, misalnya, berapa cacah barang yang
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
sudah diproduksi, ketinggian permukaan air, tekanan udara dan lain sebagainya,
maka dibutuhkan sensor-sensor yang tepat untuk masing-masing kondisi atau
keadaan yang akan dideteksi tersebut. Dengan kata lain, sinyal-sinyal masukan
tersebut dapat berupa logik (ON atau OFF) maupun analog. PLC kecil biasanya
hanya memiliki jalur masukan digital saja, sedangkan yang besar mampu
menerima masukan analog melalui unit khusus yang terpadu dengan PLC-nya.
Salah satu sinyal analog yang sering dijumpai adalah sinyal arus 4 hingga 20mA
(atau mV) yang diperoleh dari berbagai macam sensor.
Lebih canggih lagi, peralatan lain dapat dijadikan masukan untuk PLC, seperti citra
dari kamera, robot (misalnya, robot bisa mengirimkan sinyal ke PLC sebagai suatu
informasi bahwa robot tersebut telah selesai memindahkan suatu objek dan lain
sebagainya) dan lain-lain.
4.6. Pengaturan atau Antarmuka Masukan
Antarmuka masukan berada di antara jalur masukan yang sesungguhnya dengan
unit CPU. Tujuannya adalah melindungi CPU dari sinyal-sinyal yang tidak
dikehendaki yang bisa merusak CPU itu sendiri. Modul antar masukan ini berfungsi
untuk mengkonversi atau mengubah sinyal-sinyal masukan dari luar ke sinyal-sinyal
yang sesuai dengan tegangan kerja CPU yang bersangkutan (misalnya, masukan
dari sensor dengan tegangan kerja 24 VDC harus dikonversikan menjaid tegangan
5 VDC agar sesuai dengan tegangan kerja CPU). Hal ini dengan mudah dilakukan
menggunakan rangkaian opto-isolator sebagaimana ditunjukkan pada gambar
berikut
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
Gambar rangkaian antarmuka masukan PLC
Penggunaan opto-isolator artinya tidak ada hubungan kabel sama sekali antara
dunia luar dengan unit CPU. Secara 'optik' dipisahkan (perhatikan gambar diatas),
atau dengan kata lain, sinyal ditransmisikan melalui cahaya. Kerjanya sederhana,
piranti eksternal akan memberikan sinyal untuk menghidupkan LED (dalam opto
osilator), akibatnya photo transistor akan menerima cahaya dan akan
menghantarkan arus (ON), CPU akan melihatnya sebagai logika nol (catu antara
kolektor dan emitor drop dibawah 1 volt). Begitu juga sebaliknya, saat sinyal
masukan tidak ada lagi, maka LED akan mati dan photo transistor akan berhenti
menghantar (OFF), CPU akan melihatnya sebagai logika satu.
4.7. Keluaran-keluaran PLC
sistem otomatis tidaklah lengkap jika tidak ada fasilitas keluaran atau fasilitas untuk
menghubungkan dengan alat-alat eksternal (yang dikendalikan). Beberapa alat atau
piranti yang banyak digunakan adalah motor, selenoida, relai, lampu indikator,
speaker dan lain sebagainya. Keluaran ini dapat berupa analog maupun digital.
Keluaran digital bertingkah seperti sebuah saklar, menghubungkan dan
memutuskan jalur. Keluaran analog digunakan untuk menghasilkan sinyal analog
(misalnya, perubahan tegangan untuk pengendalian motor secara regulasi linear
sehingga diperoleh kecepatan putar tertentu).
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
4.8. Pengaturan atau Antarmuka Keluaran
Sebagaimana pada antarmuka masukan, keluaran juga membutuhkan antarmuka
yang sama yang digunakan untuk memberikan perlindungan CPU dengan
peralatan eksternal, sebagaimana ditunjukkan pada gambar I.3 Cara kerjanya juga
sama, yang menyalakan dan mematikan LED didalam optoisolator sekarang
adalah CPU, sedangkan yang membaca status photo transistor, apakah
menghantarkan arus atau tidak, adalah peralatan atau piranti eksternal.
Gambar rangkaian antarmuka keluaran PLC
4.9. Jalur Ekstensi atau Tambahan
Setiap PLC biasanya memiliki jumlah masukan dan keluaran yang terbatas. Jika
diinginkan, jumlah ini dapat ditambahkan menggunakan sebuah modul keluaran
dan masukan tambahan (I/O expansion atau I/O extension module).
5. Menghubungkan Piranti Masukan dan Keluaran
Sebagaimana sudah dijelaskan sebelumnya, PLC yang berdiri sendiri tidak ada
artinya, agar berfungsi sebagaimana mestinya, PLC haruslah dilengkapi dengan
piranti-piranti masukan dan keluaran. Untuk masukan, diperlukan sensor untuk
memperoleh informasi yang dibutuhkan. Kemudian apa yang dikendalikan atau
dikontrol ? inilah fungsi dari keluaran, dihubungkan dengan berbagai macam piranti
yang akan dikendalikan seperti motor, selenoida dan lain sebagaimnya.
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
5.1 Konsep Dasar
Konsep dasar berkaitan dengan apa yang bisa dihubungkan dan bagaimana cara
menghubungkan ke masuka atau keluaran PLC. Ada dua istilah yang sudah lazim
dikalangan elektronika maupun pengguna PLC, yaitu istilah "singking" dan
"sourcing”. Istilah singking berkaitan dengan penarikan atau penyedotan sejumlah
arus dari piranti luar (eksternal), istilah ini berkaitan degan tanda "-" (terminal
negatif) atau GND (ground). Sedangkan istilah sourcing, yang berkaitan dengan
terminal atau tanda "+" atau Vcc, berkaitan dengan pemberian sejumlah arus ke
piranti luar (eksternal)
Masukan atau keluaran, baik yang bersifat singking atau sourcing hanya bisa
menghantarkan arus listrik satu arah (searah saja), artinya menggunakan catu daya
DC. Dengan demikian, setiap jalur keluaran atau masukan memiliki terminal (+) dan
(-), jika terdapat 5 masukan, maka akan terdapat 10 (5x2 terminal) sekrup terminal
masukan, yang masing-masing bertanda (+) dan (-). namun hal ini kemudian
dihindari dengan cara menyatukan terminal (+)nya, yang kemudian untuk beberapa
masukan atau keluaran dijadikan satu dan disebut dengan jalur common (dalam
PLC dengan tanda COMM). Pada gambar dibawah ditunjukkan contoh 3 masukan
dengan satu jalur tunggal terminal COMM dan masing-masing dihubungkan dengan
sebuah saklar.
Gambar ilustrasi terminal COMM
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
5.2 Jalur-jalur Masukan
Yang perlu diperhatikan dalam menghubungkan piranti luar dengan jalur masukan,
yang biasanya berupa sensor, adalah bahwa keluaran dari sensor bisa berbeda
tergantung dari sensor itu sendiri dan aplikasinya. Yang penting, bagaimana
caranya dibuat suatu rangkaian sensor yang dapat memberikan sinyal ke PLC
sesuai dengan spesifikasi masukan PLC yang digunakan. Pada gambar 5.2.a
ditunjukkan suatu contoh cara menghubungkan sebuah sensor denga tipe keluaran
singking dengan masukan PLC yang bersifat sourcing.
Gambar 5.2.a. Menghubungkan sensor keluaran singking dengan masukan
sourcing
Pada gambar 5.2.a tersebut, jenis sensor yang digunakan, sebagaimana
disebutkan sebelumnya, merupakan jensi yang menyedot arus (singking), dengan
demikian, masukan atau hubungan yang cocok disisi lainnya (PLC) adalah yang
memberikan arus (sourcing). Perhatikan penempatan tegangan DC-nya, terutama
polaritas terminalnya (positif dan negatifnya). Dalam hal ini COMMON bersifat
positif untuk tipe hubungan atau koneksi semacam ini. Sedangkan pada gambar
5.2.b ditunjukkan tipe koneksi yang lain atau kebalikan dari tipe koneksi yang
sebelumnya.
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
Gambar 5.2.b menghubungkan sensor keluaran sourcing dengan masukan
singking
Pada gambar 5.2.b memperlihatkan bahwa sekarang sensor memiliki sumber arus
sendiri sehingga tipenya merupakan sourcing, pasangan terminalnya disisi yang
lain (PLC) merupakan tipe singking. Untuk tipe hubungan semacam ini, COMMON
bersifat negatif atau GND. Secara garis besar dapat dikatakan bahwa harus
dilakukan hubungan singking-sourcing atau sourcing-singking bukan singkingsingking
maupun sourcing-sourcing.
5.3 Jalur-jalur Keluaran
Keluaran dari PLC biasanya dapat berupa transistor dalam hubungan PNP, NPN
maupun relai. Pada gambar 5.3.a dan 5.3.b, masing-masing ditunjukkan
bagaimana cara PLC mengatur piranti eksternal secara nyata.
Gambar 5.3.a. Menghubungkan beban keluaran dengan keluaran PLC tipe
singking
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
Gambar 5.3.b. Menghubungkan beban keluaran dengan keluaran PLC tipe
sourcing
Pada gambar 5.3.a. ditunjukkan bagaimana PLC menangani beban keluaran, jika
PLC-nya sendiri keluarannya tipe singking. Beban diletakkan antara terminal
masukan singking dengan terminal positif catu daya, yang digunakan untuk
menggerakkan beban bukan untuk PLC-nya itu sendiri. Sedangkan pada gambar
5.3.b. adalah sebaliknya, tipe keluaran PLC adalah sourcing, sehingga
konfigurasinya beban keluaran diletakkan antara keluaran sourcing dengan
terminal negatif.
6. Operasional PLC
Sebuah PLC bekerja secara kontinyu dengna cara men-scan program. Ibaratnya
kita bisa mengilustrasikan satu siklus scan ini menjadi 3 langkah atau 3 tahap.
Umumnya lebih dari 3 tetapi secara garis besarnya ada 3 tahap tersebut,
sebagaimana ditunjukkan pada gambar dibawah
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
Gambar Proses scanning program PLC
Keterangan :
1. Periksa status masukan, pertama PLC akan melihat masing-masing status
keluaran apakah kondisinya sedang ON atau OFF. Dengan kata lain, apakah
sensor yang terhubungkan dengan masukan pertama ON ? Bagaimana dengan
yang terhubungkan pada masukan kedua ? Demikian seterusnya, hasilnya
disimpan ke dalam memori yang terkait dan akan digunakan pada langkah
berikutnya;
2. Eksekusi Program, berikutnya PLC akan mengerjakan atau mengeksekusi
program Anda (diagram tangga) per instruksi. Mungkin program Anda
mengatakan bahwa masukan pertama statusnya ON maka keluaran pertama
akan di-ON-kan. Karena PLC sudah tahu masukan yang mana saja yang ON
dan OFF, dari langkah pertama dapat ditentukan apakah memang keluaran
pertama harus di-ON-kan atau tidak (berdasarkan status masukan pertama).
Kemudian akan menyimpan hasil eksekusi untuk digunakan kemudian;
3. Perbaharui status keluaran, akhirnya PLC akan memperbaharui atau mengupdate
status keluaran. Pembaharuan keluaran ini bergantung pada masukan
mana yang ON selama langkah 1 dan hasil dari eksekusi program di langkah 2.
Jika masukan pertama statusnya ON, maka dari langkah 2, eksekusi program
akan menghasilkan keluaran pertama ON, sehingga pada langkah 3 ini
keluaran pertama akan diperbaharui menjadi ON.
Kuliah Pengantar kelas-mikrokontrol.com
Copyright © 2006 kelas-mikrokontrol.com
Setelah langkah 3, PLC akan menghalangi lagi scanning program-nya dari langkah
1, demikian seterusnya. Waktu scan didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan
untuk mengerjakan 3 langkah tersebut. Masing-masing langkah bisa memiliki waktu
tanggap (response time) yang berbeda-beda, waktu total tanggap atau total
response time adalah jumlah semua waktu tanggap masing-masing langkah:
waktu tanggap masukan + waktu eksekusi program + waktu tanggap keluaran =
waktu tanggap total

Synchronizing generator

2008-10-12T12:04:00.000-07:00

Synchronizing generator
Synchronizing generator adalah memparalelkan kerja dua buah generator atau lebih untuk
mendapatkan daya sebesar jumlah generator tersebut dengan syarat syarat yang telah ditentukan.
Syarat syarat dasar dari parallel generator adalah sebagai berikut :
1. Mempunyai tegangan kerja yang sama
2. Mempunyai urutan phase yang sama
3. Mempunyai frekuensi kerja yang sama
4. Mempunyai sudut phase yang sama
Dalam kerja parallel generator tidak c ukup hanya berdasar pada syarat syarat diatas ada hal lain yang
perlu diketahui sebagai penjabaran syarat syarat diatas . Adapun penjabarannya sebagai berikut:
1. Mempunyai tegangan kerja yang sama
Apa yang diharapkan dengan adanya tegangan kerja yang sa ma ? dengan adanya tegangan kerja yang
sama diharapkan pada saat diparalel dengan beban kosong power faktornya 1. Dengan power factor 1
berarti tegangan antara 2 generator persisi sama .jika 2 sumber tegangan itu berasal dari dua sumber
yang sifatnya statis misal dari battery atau transformator maka tidak akan ada arus antara kedunya.
Namun karena dua sumber merupakan sumber tegangan yang dinamis (diesel generator) Maka power
factornya akan terjadi deviasi naik dan turun secara periodic bergantian dan berla wanan. Mengapa bisa
terjadi demikian ? Hal ini terjadi karena adanya sedikit perbedaan sudut phase yang sesekali bergeser
karena factor gerak dinamis dari diesel penggerak.Itu bisa dibuktikan dengan membaca secara
bersamaan Rpm dari kedua genset dalam kead aan sinkron misalnya Generator 1 mempunyai kecepatan
putar 1500 dan generator 2 mempunyai kecepatan putar 1501 maka terdapat selisih 1 putaran / menit
Dengan perhitungan 1/1500 x 360 derajat maka terdapat beda fase 0,24 derajat dan jika dihitung selisih
teganan sebesar cos phi 0,24 derajat x tegangan nominal (400 V ) - tegangan nominal (400 V ) dan
selisihnya sekitar V dan selisih tegangan yang kecil cukup mengakibatkan timbulnya arus sirkulasi antara
2 buah genset tersebut dan sifatnya tarik menarik . dan i tu tidak membahayakan.
Dan pada saat dibebani bersama sama maka power faktornya akan relative sama sesuai dengan power
factor beban.
Memang sebaiknya dan idealnya masing masing generator menunjukkan power factor yang sama.
Namun jika terjadi power factor y ang berbeda dengan selisih tidak terlalu banyak tidak terjadi akibat apa
apa. Akibatnya salah satu genset yang mempunyai nilai power factor rendah akan mempunyai nilai arus
yang sedikit lebih tinggi. Yang penting diperhatikan adalah tidak melebihi arus nom inal dan daya
nominal dari genset.
Sebagai contoh : Jika masing masing generator memikul beban 100 kw , dimana generator 1 dengan
power factor 0,85 dan yang satu mempunyai power factor 0,75. Maka dengan menggunakan rumus
daya aktif didapat selisih arus dan itu tidak ada masalah, dan bisa saja dianggap bahwa generator
bekerja independent dengan arus tersebut.
Pada saat generator bekerja parallel perubahan arus excitasi akan merubah power factor , jika arus
excitasi diperkuat maka nilai power factor mengecil menjauhi satu, sebaliknya jika excitasi dikurangi
maka nilai power factor akan membesar mendekati 1.
Pada generator yang akan diparalel biasanya didalam alternatornya ditambahkan peralatan yang
dinamakan Droop kit . Droop kit ini berupa current transform er yang dipasang. disebagian lilitan dan
outputnya disambungkan ke AVR. Droop kit ini berfungsi untuk mengatur power factor berdasarkan
besarnya arus beban.. Sehingga pembagian beban kvar diharapkan sama pada kw yang sama.
Pada panel panel kontrol modern sudah diperlengkapi dengan modul yang mana sudah terdapat
pengaturan Var generator dengan output yang disambungkan ke AVR generator . sehingga secara
otomatis masing masing genset berapapun beban kw power factor akan menjadi sama dan seimbang.
Hal ini diperuntukkan pada system yang mana system tersebut parallel sesaat atau transfer beban baik
antara genset maupun dengan PLN.
Pada saat transfer beban secara soft transfer terjadi pemindahan beban, perubahan power factor yang
kecenderungan terjadi diatur secar a otomatic oleh modul tersebut, sehingga pada saat transfer beban
tidak terjadi perubahan power factor yang berarti.
Pada saat ini banyak pembangkit listrik rental yang terdapat pada PLTD PLTD seluruh Indonesia, dimana
pihak swasta menyewakan Gensetnya un tuk menambah kapasitas daya terpasang PLN. Pada kondisi ini
sedikit berbeda dengan yang diuraikan diatas yaitu masalah pembagian dan pengaturan power factor.
Pada genset rental sudah ditentukan berapa kw beban yang akan disupply dan berapa kwh energi yang
akan dikirim.Pada saat mulai memparalelkan tegangan tidak harus sama, karena pengaturan kenaikan
beban secara bertahap maka pengaturan penambaha excitasi juga bertahap sampai didapatkan power
factor yang dikehendaki. Kita bisa mengatur sendiri power factor yang akan dioperasikan. Bisa 0,8 0,85
0,9 atau 0,95 namun pada umumnya yang lebih disukai pada power factor 0,9 . Mengapa kita bisa
mengatur power factor sekehendak kita ? hal ini dikarenakan kapasitas generator PLN jauh lebih besar
dibandingkan generator rental, sehingga perubahan power factor di generator rental tidak begitu
mempengaruhi banyak meskipun ada.
Sebagai contoh : Beban system suatu kota atau pulau sebesar 55 mega watt dimana PLN menyediakan
50 mega dan genset rental dapat beban 5 mega , Jika power factor beban yang ada 0,9 . dimana Pada
saat itu Power factor genset PLN 0,9 sedangkan rental juga diset 0,9. Jika suatu saat Power factor genset
rental diturunkan menjadi 0,8 dengan mengurangi arus excitasi. Maka perubahan power factor di
pembangkit PLN menjadi 0,91 . sebaliknya jika power factor genset rental diatur menjadi 1 dengan
menaikkan arus excitasi, power factor pembangkit PLN menjadi 0,89 sehingga perubahan sebesar 0,01
diabaikan.
Pada saat hendak memparalelkan secara manual generator den gan Catu daya PLN yang sudah berbeban
atau generator lain yang sudah berbeban, apa yang mesti dilakukan ? Jika kita menyamakan persis
dengan tegangan line / jala jala,maka pada saat breaker close power factor genset akan menunjuk 1 dan
beban kw akan menunjuk pada posisi 0, jika kita menambah daya output mesin perlahan lahan , maka
power factor akan cenderung menuju ke kapasitif (leading) dan memungkinkan terjadinya reverse
power. Untuk menghindari tersebut maka setelah sinkron penguatan excitasi dulu yang d inaikkan
sampai cosphi menunjuk 0,7. seiring dengan itu naikkan daya mesin dengan menaikkan speed adjuster.
Pada saat beban naik , cosphi akan naik membesar mendekati satu. Pada saat bersamaan excitasi diatur
mencapai nilai 0,7 demikian seterusnya sampai m encapai nilai yang diinginkan misalnya 1000 kw pada
cos phi 0,85.
2. Mempunyai urutan phase yang sama
Yang dimaksud urutan phase adalah arah putaran dari ketiga phase. Arah urutan ini dalam dunia industri
dikenal dengan nama CW ( clock wise) yang artinya searah jarum jam dan CCW (counter clock wise )
yang artinya berlawanan dengan jarum jam. Hal ini dapat diukur dengan alat phase sequence type
jarum. Dimana jika pada saat mengukur jarum bergerak berputar kekanan dinamakan CW dan jika
berputar kekiri dinamakan CCW.
Disamping itu dikenal juga urutan phase ABC dan CBA. ABC identik dengan CW sedangkan CBA identik
dengan CCW.
Perlu diketahui bahwa dalam banyak generator mencantumkan symbol R,S,T,N ataupun L1,L2,L3 ,N
namun tidak selalu berarti bahwa urutan CW / ABC itu berarti RST atau L1L2L3 jika diukur urutan STR,
TRS ,L2L3L1 itu juga termasuk CW/ABC .
Sebagai contoh : jika kabel penghantar yang keluar dari generator diseragamkan semua berwarna hitam
dan tidak ada kode sama sekali, apakah kita bisa membedakan secara visual atau parameter listrik
bahwa penghantar itu phasenya R , S , atau T tentu tidak. Kita hanya bisa membedakan arah urutannya
saja CW atau CCW. Apapun generatornya jika mempunyai arah urutan yang sama maka dapat dikatakan
mempunyai salah satu syarat dari parallel generator. Sehingga bisa jadi pada dua generator yang sama
urutan RST pada genset 1 dapat dihubungkan dengan phase STR pada Genset 2 dan itu tidak ada
masalah asal keduanya mempunyai arah urutan yang sama.
3. Mempunyai frekuensi kerja yang sama
Didalam dunia industri dikenal 2 buah system frekuensi yaitu 50 hz dan 60 hz . Dalam operasionalnya
sebuah genset bisa saja mempunyai frekuensi yang fluktuatif (berubah ubah) karena factor factor
tertentu. Pada jaringan distribusi dipasang alat pembatas frekuensi yang membatasi frekuensi pada
minimal 48,5 hz dan maksimal 51,5 Hz. Namun pada genset genset pabrik over frekuensi dibatasi sampai
55 hz sebagai overspeed.
Pada saat hendak parallel, dua buah genset tentu tidak mempunyai frekuensi yang s ama persis. Jika
mempunyai frekuensi yang sama persis maka genset tidak akan bisa parallel karena sudut phasanya
belum match, salah satu harus dikurang sedikit atau dilebihi sedikit untuk mendapatkan sudut phase
yang tepat. Setelah dapat disinkron dan berh asil sinkron baru kedua genset mempunyai frekuensi yang
sama sama persis.
4. Mempunyai sudut phase yang sama
Mempunyai sudut phase yang sama bisa diartikan , kedua phase dari 2 genset mempunyai sudut phase
yang berhimpit sama atau 0 derajat. Dalam kenyat aannya tidak memungkinkan mempunyai sudut yang
berhimpit karena genset yang berputar meskipun dilihat dari parameternya mempunyai frekuensi yang
sama namun jika dilihat menggunakan synchronoscope pasti bergerak labil kekiri dan kekanan, dengan
kecepatan sudut radian yang ada sangat sulit untuk mendapatkan sudut berhimpit dalam jangka
waktu0,5 detik. Breaker membutuhkan waktu tidak kurang dari 0,3 detik untuk close pada saat ada
perintah close.
Dalam proses sinkron masih diperkenankan perbedaan sudut maksima l 10 derajat. Dengan perbedaan
sudut maksimal 10 derajat selisih tegangan yang terjadi berkisar 49 Volt.
Gambar : Skema closing window synchronizing.
Gambar : proses pergeseran fasa antar bus dan genset
Setelah genset berhasil dan telah bekerja sink ron/ parallel, apakah hal itu sudah dikatakan bahwa genset
sudah bekerja paralel dengan baik. Tentunya belum dikatakan sempurna sebuah usaha paralel
generator sebelum hal hal tersebut dibawah ini bisa di jalankan :
1. Generator set mempunyai system gover nor yang sama , electrical governor dengan electrical
governor , mekanik servo dengan mekanik servo hal ini akan berpengaruh terhadap kepekaan respone
terhadap beban kejut.
2. Agar genset pada saat sinkron dapat mensupply beban dengan seimbang dengan gense t lain maka
masing masing genset dianjurkan untuk memiliki load sharing terutama untuk yang system automatic.
3. Pada beban rendah maupun tinggi dianjurkan masing masing genset mempunyai power factor yang
relative sama. Baik pada sinkron manual maupun sink ron otomatic.
4. Pada saat pembebanan / beban kejut masing masing genset mempunyai response yang sama , hal ini
berkaitan dengan penyetelan droop speed dan pengaturan speed control.
5. Pada saat pelepasan beban dianjurkan dengan soft unloading yaitu secara perlahan lahan dengan
pengaturan speed dan voltage.
6. Pada saat pemasukan beban dianjurkan dengan soft unloading yaitu secara perlahan lahan dengan
pengaturan speed dan Voltage.
7. Pada saat pembebanan tidak diperkenankan beban mengayun ayun dari genset satu ke genset
lainnya, dan harus pada kondisi konstan.
8. Pada dua genset yang berbeda kapasitasnya pembebanan pada masing masing genset sebaiknya
secara proporsional.
Pada peralatan modern saat ini sudah banyak diciptakan modul modul yang dapat mengakom odasi
kebutuhan synhcrone genset, berikut load sharing, synchronizing, dependent start stop, dan lain lain.
Bahkan controlling dan monitoring dapat diakses jarak jauh baik menggunakan kabel data ataupun
wireless.
Berikut ini bisa dijelaskan mengenai fasili tas yang ada pada modul modul modern antara lain :
1. Dependent Start/ stop genset
Adalah fasilitas yang dapat mengatur berapa genset yang hidup menyesuaikan kebutuhan beban, jika
beban kecil maka memerintahkan genset yang lainnya untuk shutdown dengan s oft unloading terlebih
dulu. Demikian juga bila beban secara bertahap naik sampai melampaui setting yang kita tetapkan maka
genset yang lainnya akan diperintahkan start secara otomatis dan sinkron otomatis.
2. Peak saving genset
Adalah fasilitas dalam modul yang berfungsi untuk memberikan tambahan daya pada trafo , sebagai
contoh kapasitas terpasang suatu bangunan 2000 KVA beban puncak mencapai 1400 kw , karena kondisi
temperature dan suhu transformator sudah maksimal dan kritis , sedangkan masih ada kece nderungan
penambahan beban sehingga akan sangat beresiko, maka genset dioperasikan paralel untuk
memberikan tambahan daya. Pada saat beban sudah hampir mencapai kapasitas maksimal trafo maka
genset akan secara otomatis start dan otomatis akan parelel.
Beban trafo akan dibuat tetap sedangkan kelebihannya akan disupply oleh Genset. Jika suatu saat beban
menurun . maka otomatis genset akan diperintahkan untuk melepaskan beban dan shuting down.
3. Base load kontrol
Base load kontrol adalah fasilitas dari mod ul yang mengatur beban genset secara konstan. Sedangkan
kelebihannya yang fluktuatif di supply oleh trafo.
Sebagai contoh bila sebuah rental genset dimana pihak rental harus memberikan daya sebasar 1000 kw
secara kontinu maka genset bisa mensupply 1000 kw meskipun beban berubah ubah , kelebihan akan
disupply oleh PLN .
Sebagai contoh lain dua buah generator 1000 KVA bekerja paralel dimana salah satu genset Karena
alasan teknis dibatasi hanya maksimal 500 Kw sedangkan genset yang satunya yang mensupply beban
sisanya .
4. Dapat dioperasikan jarak jauh dengan menggunakan kabel data sampai sejauh 300 meter. Dalam
operasional jarak jauh dapat dilakukan start dan stop engine, terbaca parameter listrik antara lain
kw,kva,kvar,volt, hz,cosphi,volt dc, running hours dll.
Pengaruh dan akibat yang ditimbulkan bila syarat syarat paralel generator tidak dipenuhi :
1. Pada generator yang diparalel dengan PLN , maka apabila generator yang akan diparalel mempunyai
tegangan lebih tinggi maka begitu breaker close generato r tersebut mempunyai power factor yang
rendah, namun tidak membahayakan karena power factor di PLN masih induktif dan berdaya besar.Dan
apabila jika generator itu mempunyai tegangan yang lebih rendah maka power factor akan bersifat
kapasitif dan mempunyai kecenderungan akan terjadi reverse power. Reverse power dibatasi pada level
5 % dari daya nominal.
Pada generator yang diparalel dengan generator pada saat sama sama belum berbeban, maka apabila
tegangan lebih tinggi power factor akan rendah ( induktif) na mun sebaliknya power factor genset yang
lain akan juga rendah namun bersifat kapasitif. Hingga genset yang lain mempunyai kecenderungan
reverse power.
2. Jika urutan phase tidak sama system ABC di parallel
dengan system CBA, maka akan terjadi selisih tega ngan sebesar 2 kali tegangan nominal ,hal itu bisa
dideteksi dengan diukur secara manual menggunakan voltmeter, pada saat synchronoscope menunjuk 0
derajat, terdapat selisih sebesar 2 x 400 V.
3. Jika frekuensi tidak sama diparalelkan maka akan terjadi be berapa kemungkinan yaitu dari yang paling
ringan sampai yang paling berat. Sebagai contoh generator 1 mempunyai frekuensi 49 hz sedangkan
generator 2 mempunyai frekuensi 50 hz. Dengan melihat synchronoscope maka jarum akan berputar
dengan kecepatan sudut 2 phi r/ detik atau 1putaran/ detik. Jika pada saat masuk pas pada sudut nol
maka generator yang memiliki frekuensi lebih rendah akan mengalami reverse power dimana pada saat
terhubung sinkron fekuensi ada pada 49,5 Hz . Dan proteksi reverse power akan beke rja mengamankan ,
namun jika pada saat masuk sinkron pas posisi synchronoscope di sudut 180 derajat itu berarti terjadi
selisih tegangan yang sangat besar disamping kemungkinan reverse juga terjadi kerusakan yang fatal
terhadap generator, di breaker akan m uncul arus yang besar dan menimbulkan percikan api yang besar
dan diengine akan terjadi hunting sesaat…dan hal itu bisa mengakibatkan kerusakan mekanis sampai
patah pada cransaft. Karena tekanan beban besar yang tiba tiba.
4. Jika sudut fase tidak sama nam un kecenderungan frekuensi sama hanya akan menyebabkan hunting
sesaat tanpa ada kemungkinan reverse power, namun juga sangat berbahaya jika berbeda sudutnya
terlalu besar , engine akan mengalami tekanan sesaat hingga hunting.

Alat Pembagi Beban Generator

2008-10-12T11:55:00.000-07:00

Alat Pembagi
Beban
Generator
Home
Halaman Muka
Sajian Utama
Informatika
Elektronika
Meningkatkan
Efisiensi PLTU
Batu Bara
Pendahuluan
Listrik seperti kita ketahui adalah bentuk energi sekunder yang paling
praktis penggunaannya oleh manusia, di mana listrik dihasilkan dari
proses konversi energi sumber energi primer seperti batu bara, minyak
bumi, gas, panas bumi, potensial air dan energi angin.
Sistem pembangkitan listrik yang sudah umum digunakan adalah mesin
generator tegangan AC, di mana penggerak utamanya bisa berjen is mesin
turbin, mesin diesel atau mesin baling -baling. Dalam pengoperasian
pembangkit listrik dengan generator, karena faktor keandalan dan
fluktuasi jumlah beban, maka disediakan dua atau lebih generator yang
dioperasikan dengan tugas terus -menerus, cadangan dan bergiliran untuk
generator-generator tersebut.
Penyediaan generator tunggal untuk pengoperasian terus menerus adalah
suatu hal yang riskan, kecuali bila bergilir dengan sumber PLN atau
peralatan UPS.
Untuk memenuhi peningkatan beban listrik ma ka generator-generator
tersebut dioperasikan secara paralel antar generator atau paralel generator
dengan sumber pasokan lain yang lebih besar misalnya dari PLN.
Sehingga diperlukan pula alat pembagi beban listrik untuk mencegah
adanya sumber tenaga list rik terutama generator yang bekerja paralel
mengalami beban lebih mendahului yang lainnya.
Operasi Generator Secara Paralel
Pasokan listrik ke beban dimulai dengan menghidupkan satu generator,
kemudian secara sedikit demi sedikit beban dimasukkan sampai dengan
kemampuan generator tersebut, selanjutnya menghidupkan lagi generator
berikutnya dan memparalelkan dengan generator pertama untuk memikul
beban yang lebih besar lagi. Saat generator kedua diparalelkan dengan
generator pertama yang sudah memikul b eban diharapkan terjadinya
pembagian beban yang semula ditanggung generator pertama, sehingga
terjadi kerjasama yang meringankan sebelum beban -beban selanjutnya
dimasukkan.
Seberapa besar pembagian beban yang ditanggung oleh masing -masing
generator yang bekerja paralel akan tergantung jumlah masukan bahan
bakar dan udara untuk pembakaran mesin diesel, bila mesin penggerak
utamanya diesel atau bila mesin-mesin penggeraknya lain maka
tergantung dari jumlah (debit) air ke turbin air, jumlah (entalpi) uap/ga s
ke turbin uap/gas atau debit aliran udara ke mesin baling -baling.
Jumlah masukan bahan bakar/ udara, uap air/ gas atau aliran udara ini
diatur oleh peralatan atau katup yang digerakkan governor yang menerima
sinyal dari perubahan frekuensi listrik yang stabil pada 50Hz,
yang ekivalen dengan perubahan putaran (rpm) mesin penggerak utama
generator listrik. Bila beban listrik naik maka frekuensi akan turun,
sehingga governor harus memperbesar masukan ( bahan bakar/udara, air,
uap/gas atau aliran udara) ke mesin penggerak utama untuk menaikkan
frekuensinya sampai dengan frekuensi listrik kembali ke normalnya.
Sebaliknya bila beban turun, governor mesin-mesin pembangkit harus
mengurangi masukan bahan bakar/udara, air, uap air/gas atau aliran udara
ke mesin-mesin penggerak sehingga putarannya turun sampai putaran
normalnya atau frekuensinya kembali normal pada 50 Hz. Bila tidak ada
governor maka mesin-mesin penggerak utama generator akan mengalami
overspeed bila beban turun mendadak atau akan mengalami overload
bila beban listrik naik.
Prinsip Alat Pembagi Beban Generator
Governor beroperasi pada mesin penggerak sehingga generator
menghasilkan keluaran arus yang dapat diatur dari 0 % sampai dengan
100% kemampuannya. Jadi masukan ke mesin penggera k sebanding
dengan keluaran arus generatornya atau dengan kata lain pengaturan
governor 0 % sampai dengan 100 % sebanding dengan arus generator 0%
sampai dengan 100 % pada tegangan dan frekuensi yang konstan.
Governor bekerja secara hidrolik/mekanis, seda ngkan sinyal masukan dari
keluaran arus generator berupa elektris, sehingga masukan ini perlu
diubah ke mekanis dengan menggunakan elektric actuator untuk
menggerakkan motor listrik yang menghasilkan gerakan mekanis yang
diperlukan oleh governor.
Pada beberapa generator yang beroperasi paralel, setelah sebelumnya
disamakan tegangan, frekuensi, beda phasa dan urutan phasanya,
perubahan beban listrik tidak akan dirasakan oleh masing -masing
generator pada besaran tegangan dan frekuensinya selama beban masih
dibawah kapasitas total paralelnya, sehingga tegangan dan frekuensi ini
tidak digunakan sebagai sumber sinyal bagi governor.
Untuk itu digunakan arus keluaran dari masing -masing generator sebagai
sumber sinyal pembagian beban sistem paralel generator -generator
tersebut.
Saat diparalelkan pembagian beban generator belum seimbang/sebanding
dengan kemampuan masing-masing generator. Alat pembagi beban
generator dipasangkan pada masing-masing rangkaian keluaran
generator, dan masing-masing alat pembagi beban tersebut dihubungkan
secara paralel satu dengan berikutnya dengan kabel untuk menjumlahkan
sinyal arus keluaran masing-masing generator dan menjumlahkan sinyal
kemampuan arus masing-masing generator.
Arus keluaran generator yang dideteksi oleh alat pembagi beban akan
merupakan petunjuk posisi governor berapa % , atau arus yang lewat
berapa % dari kemampuan generator. Hasil bagi dari penjumlahan arus
yang dideteksi alat-alat pembagi beban dengan jumlah arus kemampuan
generator -generator yang beroperasi paralel dikalikan 100 (%)
merupakan nilai posisi governor yang harus dicapai oleh setiap mesin
penggerak utama sehingga menghasilkan keluaran arus yang proprosional
dan sesuai dengan kemampuan masing -masing generator.
Bila ukuran generator sama maka jumlah arus yang dideteksi oleh
masing-masing alat pembagi beban dibagi jumlah generator merupakan
arus beban yang harus dihasilkan oleh generator setelah governornya
diubah oleh electric actuator yang menerima sinyal dari alat pembagi
beban sesaat setelah generator diparalelkan .
Instalasi Teknis
Dalam prakteknya alat pembagi beban generator dipasang dengan bantuan
komponen-komponen seperti berikut : trafo arus, trafo tegangan (sebagai
pencatu daya), electric actuator, potensiometer pengatur kecepatan dan
saklar-saklar bantu. Lihat diagram pengkabelannya dalam Gambar 1.
a. Trafo arus berfungsi sebagai transducer arus keluaran generator
sampai dengan sebesar arus sinyal yang sesuai untuk alat pembagi
beban generator (biasanya maksimum 5 A atau = 100 %
kemampuan maksimum generator)
b. Trafo tegangan berfungsi sebagai sumber daya bagi alat pembagi
beban, umumnya dengan tegangan 110 V AC, 50 Hz; dibantu
adapter untuk keperluan tegangan DC.
c. Electric actuator merupakan peralatan yang menerima sinyal dari
alat pembagi beban sehingga mampu menggerakkan motor DC di
governor sampai dengan arus keluaran generator mencapai yang
diharapkan.
d. Potensiometer pengatur kecepatan adalah alat utama untuk
mengatur frekuensi dan tegangan saat generator akan diparalelkan
atau dalam proses sinkronisasi. Tegangan umumnya sudah diatur
oleh AVR, sehingga naik turunnya tegangan hanya dipengaruhi
oleh kecepatan putaran mesin penggerak. Setelah generator
dioperasikan paralelkan atau sudah sinkron dengan yang telah
beroperasi kemudian menutup Mccb generator, fungsi
potensiometer pengatur kecepatan ini diambil alih oleh alat
pembagi beban generator. Untuk lebih akuratnya pengaturan
kecepatan dalam proses sinkronisasi secara manual, biasanya
terdapat potensiometer pengatur halus dan potensiometer pengatur
kasar.
e. Pada sistem kontrol otomatis pemaralelan generator dapat
dilakukan oleh SPM (modul pemaralel generator) dengan
mengatur tegangan dan frekuensi keluaran dari generator,
kemudian mencocokan dengan tegangan dan frekuensi sistem
yang sudah bekerja secara otomatis, setelah cocok memberikan
sinyal penutupan ke Mccb generator sehingga bergabung dalam
operasi paralel. Untuk mencocokkan tegangan dan frekuensi dapat
dilihat dalam satu panel sinkron yang digunakan bersama untuk
beberapa generator dimana masing-masing panel generator
mempunyai saklar sinkron disamping SPM-nya.
Dalam Gambar 2 ditunjukkan penggunaan alat pembagi beban
generator dalam suatu sistem kontrol tenaga generator, kontrol mesin
penggerak dan managemen beban.(file power generation control).
f. Saklar-saklar bantu pada alat pembagi beban generator berfungsi
sebagai alat manual proses pembagian (pelepasan & pengambilan) beban
oleh suatu generator yang beroperasi dalam sistem paralel. Misalnya
*saklar 1 ditutup untuk meminimumkan bahan bakar diesel yang berarti
melepaskan beban.* Saklar 3 ditutup untuk menuju pada kecepatan
kelasnya (rated speed) yang berarti pengambilan beban dari generator
yang perlu diringankan beban listriknya.
Setelah generator beroperasi secara paralel, generator-generator dengan
alat pembagi bebannya selalu merespon secara aktif segala tindakan
penaikan atau penurunan beban listrik, sehingga masing -masing
generator menanggung beban dengan prosentasi yang sama diukur dari
kemampuan masing-masing
Kesimpulan
1. Alat pembagi beban generator merupakan peralatan otomatis yang
menyeragamkan operasi governor dalam menaikkan atau
menurunkan power mesin atau daya generator sesuai perubahan
bebannya, dan sangat diperlukan bila memiliki lebih dari dua
generator dengan karakteristik yang berbeda yang beroperasi
secara paralel.
2. Dengan alat pembagi beban generator, maka setiap generator
mempunyai faktor penggunaan (beban maksimum dibagi kapasitas
generator) yang sama dan kecil yang berarti bagus.
3. Perubahan beban akibat pemasukan atau pengeluaran generator
dari sistem paralel generator-generator akan dirasakan sama oleh
setiap generator dalam sistem tsb , tanpa overload atau overspeed.
4. Alat pembagi beban generator hanya bisa diterapkan pada
generator set-engine yang mempunyai governor dan bisa
dikembangkan untuk sistem kontrol yang lebih lanjut seperti
kontrol dengan distributed control system (DCS). 
Daftar Pustaka
1. 300 KW SEBP1384, Caterpillar Parts, 3412 Genera tor Set Engine
2. Woodward Engine Control, USA 9704825811
3. Power station engineering and economy, Bernhardt G.A. Skrotzki
and William A Vopat
Ir. Kondang HADISASONO, IP
PENGAMAT TEKNOLGI
Koordinator Lembaga Konsumen Listrik Indonesia
Gambar 1 Connection diagram for load sharing and speed control pada
generator 393 KVA, 3ph, 380V,50Hz yang diparalelkan dengan panel
untuk 3 unit generator.
Gambar 2 Power generation control, Electro hydraulic governor for
multiple unit, total engine control and load mana gement.
| SAJIAN UTAMA |
| INFORMATIKA | ELEKTRONIKA |
Please send comments, suggestions, and criticisms about ELEKTRO INDONESIA.
Click here to send me email.